十五年前、荒涼とした太平洋の一帯でクルーズ船が氷山に衝突し、深海へと消えてしまった。十年以上後、船工の八代英人は悲劇的な自動車事故で亡くなる。これらの事件を結びつける奇妙な因縁は、初航海に乗り込む豪華客船『セント・アフロディーテ』の上でのみ浮かび上がる。
大いに必要とされていた休暇の中、毛利小五郎、その娘ラン、江戸川コナン、そして探偵団は鈴木園子の親戚にスポンサーされる旅を楽しむ。彼らの喜びは、かくれんぼゲームで園子が消えることで急に止まる。後に、セント・アフロディーテを委託した八代グループの最高経営責任者が刺殺され、彼女の父親は行方不明となる。警察が行き詰まる中、コナンは犯人を絞り込む。捕らえられないように決意した犯人は、セント・アフロディーテを爆破し乗客全員を滅亡させると脅す。
船体が急速に水没し、復讐殺人の動機がついに明らかになる。脱出手段を失ったコナンと小五郎は、全乗客が海底へ引き込まれる前に、逃げ回る悪党と対峙する。
