本片以灰原哀的视角重新剪辑《名侦探柯南》经典篇章，聚焦她与黑衣组织之间的宿命纠葛。故事起于神秘列车上的连环杀人事件，灰原哀在柯南的协助下，试图躲避组织追杀并揭开幕后黑手。随着调查深入，她发现列车上的“神秘乘客”竟是变装的贝尔摩德，而组织的真正目标是抢夺APTX4869的研发数据。在生死关头，灰原哀决心牺牲自己保护同伴，却因柯南的巧妙布局和她的智慧扭转局势。影片穿插灰原哀的童年回忆，展现她从黑暗组织研究员到正义伙伴的心路历程，最终在列车爆炸前完成自我救赎。