以大侦探明智小五郎的少年助手小林芳雄为团长的少年侦探团遇到了很多怪异事件，先是相川泰二被人催眠，偷走了父亲的机密文件，此后又有几名团员相继失踪。到底是谁将这些少年侦探们作为目标，他又是出于什么样的目的呢？为了解开层层谜团，大侦探明智小五郎再次出手。随着迷雾渐渐散去，一个熟悉的身影又再度出现在大家面前――怪盗二十面相。这一系列事件都是他对少年侦探团的报复。大侦探明智小五郎与怪盗二十面相展开了第三次对决。