新一原本是一位颇具名声的高中生侦探，在目击黑暗组织的地下交易时，正准备追踪，却遭到了袭击并被灌下了代号为“APTX4869”的不明药物。虽然他幸免于死，但身体却缩小成了小学时期的模样。为了继续从事追查黑暗组织的工作，他化名为江户川柯南，寄住在女友毛利兰的父亲——侦探毛利小五郎家中。在阿笠博士的建议下，他私下探寻获得解药的方法，希望能够恢复原来新一的样貌。同时，柯南凭借着自己的推理天赋和阿笠博士为他发明的道具，帮助毛利小五郎成为一名著名的大侦探。在这个过程中，故事情节穿插了许多爱情、友情、犯罪、背叛、复仇等等。