高中生侦探工藤新一在一次追查黑衣组织犯罪团伙的线索时，不幸被团伙成员发现并击晕，随后被强行灌下名为“APTX4869”的神秘毒药。醒来后，他震惊地发现自己的身体竟缩小成了小孩的模样！为了不暴露身份并追查黑衣组织的下落，新一找到了经常帮助他的阿笠博士。博士不仅为他度身打造了诸多高科技侦查道具，还建议他隐瞒真实身份。新一灵机一动，将两位推理大师的名字结合，化名为“江户川柯南”，寄住在青梅竹马毛利兰家中，即其父亲毛利小五郎经营的侦探事务所里。从此，柯南以小学一年级学生的身份掩饰自己，一边利用阿笠博士发明的道具暗中协助毛利小五郎破案，助其赢得了“沉睡的小五郎”之美名，一边暗中追查着神秘黑衣组织的蛛丝马迹。在日常生活中，他还结识了步美等小伙伴组成少年侦探团，并与大阪高中生侦探服部平次等人结下深厚羁绊。后来，毒药研发者宫野志保叛逃组织，同样身体缩小化名为“灰原哀”寄住在博士家。面对黑衣组织对雪莉的无情追查，柯南一次次与之展开正面或暗地的激烈交锋，并逐渐与FBI等势力联手。为了恢复原来的模样，彻底摧毁黑衣组织，柯南至今仍在不停歇地追逐着真相。