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キッドが新一に変装！？蘭はキッドの正体を見抜けるか？
国立東京微生物研究所が7人組の武装グループに襲撃され、殺人バクテリアを強奪し研究所を爆破して逃走した。後日、テロ組織「赤いシャムネコ」の仕業だと判明した。
同じころ、鈴木次郎吉が怪盗キッドに挑戦状を叩きつけた。
鈴木財閥の飛行船「ベル・ツリーI世号」に収めたビッグジュエル「天空の貴婦人（レディー・スカイ）」を盗んでみろという内容だ。
飛行船はコナン、蘭、小五郎、少年探偵団、さらに中森警部ら刑事と取材陣たちを乗せて離陸した。
ところが赤いシャムネコから「殺人バクテリアを船内にばら撒いた」との脅迫電話が次郎吉にかかってくる。
喫煙所を調べると、ソファーの下からアンプルが発見された。
その直後、乗客と乗務員の2人に感染症状である発疹が発生。
さらに船内に侵入した赤いシャムネコにより飛行船が乗っ取られた。爆弾が爆発すれば乗客・乗務員全員が犠牲になる。
そして、大阪上空で飛行船が爆発して細菌が飛散した場合、1000万人の人々が感染の危機に晒されてしまう。
少年探偵団達は爆弾を解除していく。爆弾解除がばれしていまい、コナンは飛行船から投げ出されてしまう。投げ出されたコナンはキッドによって助けられる。
キッドを新一に変装させ、コナンと新一は再び飛行船に潜入する。
果たして蘭はキッドの正体を見抜けるのか？
殺人バクテリアを乗せる飛行船をどうやって止めるのか！？
コナンとキッドがタッグを組むミステリーが、今始まる。