《工藤新一》在青梅竹马小兰（忽那汐里饰）的冲动下，工藤新一（溝端淳平饰）半推半就乘上飞往京都的飞机，去观摩正在那里拍摄期间剧的毛利小五郎（陈内孝则饰）的表演。飞行途中，名叫大鹰和洋（波冈一喜饰）的摄影师陈尸洗手间，引起乘务组的恐慌。工藤新一就在1万英尺的高空打开推理。好不容易来到京都摄影所，针对男主角樱庭（中村俊介饰）的暗害预告传来，不久更有别名女演员遇害。新一和对手服部平次（松坂桃李饰）打开竞技般的推理……　　本片根据青山冈昌的同名人气漫画改编。