工藤新一是一名声名全国的高中生侦探。在一次追查黑衣组织的犯罪交易时，他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，新一震惊地发现自己的身体竟然缩小成了小孩！为了隐瞒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。博士为他量身打造了诸多间谍道具，同时建议他隐藏真实身份。新一灵机一动，结合《江户川乱步》与《柯南道尔》的名字，化名为江户川柯南，寄住在青梅竹马毛利兰家中——也就是其父亲毛利小五郎经营的侦探事务所。从此，柯南一边利用博士发明的道具暗中协助毛利小五郎破案，助其赢得“沉睡的小五郎”之美名；一边以小学生的身份结识了吉田步美等人，组成少年侦探团。随着剧情的深入，他不仅将真实身份告知了同为高中生侦探的服部平次，还迎来了APTX4869制作者宫野志保（化名灰原哀）的加入。面对黑衣组织不断的追查与暗地冲突，柯南甚至与FBI联手，在一次次的危机与较量中，坚定地向着恢复原状、揭开黑衣组织真相的目标不停追逐。