工藤新一是全国著名的高中生侦探，在一次追查黑衣人犯罪团伙时不幸被团伙成员发现，击晕后喂了神奇的药水，工藤新一变回了小孩！新一找到了经常帮助他的阿笠博士，博士为他度身打造不少间谍武器。为了防止犯罪团伙对他进行报复，新一决定隐姓埋名，暗中追查他们，希望能得到解药。一日，新一 的女友毛利兰来到了阿笠博士的家寻找男友的下落，被小兰撞见的新一情急之下编造了自己名叫江户川柯南，随后柯南寄居在了小兰家。小兰的父亲毛利小五郎是一名私家侦探，新一可以籍着和他一起四出办案一起追查黑夜人的下落。柯南在小学认识步美等小学生，他们一起组织了一个少年侦探团，向罪犯宣战！

高中生侦探工藤新一与毛利兰在游乐园游玩时发现两个行动诡异的黑衣男子，便跟踪他们，不料被灌下一种叫「APTX4869」的神秘毒药，然而因为药物副作用，新一的身体竟回到孩童状态。为不使周围的人受到牵连，他化名为「江户川柯南」，寄住在毛利兰家中，用阿笠博士发明的手表型麻醉枪让毛利小五郎睡着，接着用蝴蝶结变声器模仿他的声音来进行推理，解决了许多案件，并一直寻找着黑衣组织的人的下落，希望有朝一日将其绳之以法，并变回原来的样子。