Suatu malam, Institut Mikroorganisme Nasional Tokyo diserang oleh organisasi misterius yang menamakan diri mereka "Kucing Siam Merah." Kelompok ini menyebabkan ledakan laboratorium dengan keamanan tinggi yang menyimpan virus—dikatakan memiliki tingkat kematian sebesar 80% dan belum ada obat yang diketahui. Aksi teror ini mendominasi berita utama, membayangi peresmian kapal udara terbesar di dunia yang dikembangkan di bawah kepemimpinan Jirokichi Suzuki. Khususnya, pada pengungkapan tersebut terdapat catatan yang dilampirkan untuk Kaito "Kaitou Kid" Kuroba, menantangnya untuk mencuri permata yang dipajang—Nyonya Langit yang termasyhur.
Conan Edogawa diizinkan naik pesawat bersama Kogorou Mouri, Ran Mouri, Sonoko Suzuki, Profesor Agasa, dan Detective Boys. Namun, kesenangan mereka terhenti ketika seorang penelepon tak dikenal menghubungi Jirokichi dan menyatakan bahwa mereka telah menyebarkan virus tertentu di ruang merokok. Segera setelah itu, gejala mulai muncul di antara penumpang dan kekacauan pun terjadi. Memanfaatkan kesempatan tersebut, Kucing Siam Merah tiba-tiba muncul dan membajak pesawat tersebut!
Untuk menghentikan para penyerang, Conan dan Kaitou Kid, bersama sekutu mereka, harus bekerja sama untuk menguraikan petunjuk dan menemukan Kucing Siam Merah. tujuan nyata sebelum waktu habis.
