Vermouth riferisce a Gin le informazioni di Bourbon secondo le quali Sherry si sarebbe nascosta nelle montagne di Gunma e viaggerà sul Mystery Train e gli chiede di non interferire prima che il mezzo arrivi a destinazione nella città di Nagoya. Vermouth ripensa alla promessa fatta a Conan di non uccidere Sherry, ma giustifica il suo gesto come lavoro di Bourbon, affermando che lei è l'unica persona che non deve rimanere in questo mondo. Il giorno seguente, alla stazione, Conan, Ran, Sonoko, Agasa, Ai e i Detective Boys scoprono che lo zio di Sonoko è il proprietario del treno, sul quale si svolgerà un finto omicidio come gioco. Il signor Suzuki ha annunciato che il mese successivo verrà effettuata una corsa speciale del treno allo scopo di attirare Kaito Kid. Ai si accorge che tra i viaggiatori è presente anche Masumi Sera e istintivamente si copre il volto con il cappuccio della giacca. Il treno parte e Ai si paralizza immediatamente perché ha avvertito la presenza dell'Akai con la cicatrice. Ai ha la sensazione che quell'uomo sia Dai Moroboshi, ma non capisce come mai abbia una bruciatura sul volto. Poco dopo, i Detective Boys si recano nella cabina delle ragazze e Sera riesce finalmente a parlare con Ai. La ragazza le dice che vorrebbe parlare con lei almeno una volta e Ai è terrorizzata, avendo l'impressione che Sera assomigli a qualcuno. Improvvisamente, Sera si accorge di essere spiata, ma l'Akai con la cicatrice si nasconde prima di essere scoperto. Conan riceve un messaggio che lo lascia sconvolto e grida ai ragazzi di tornare nella loro cabina e giustifica la sua reazione dicendo che si è verificato un omicidio a bordo, cosa che è realmente successa, e l'assassino potrebbe essere nei dintorni. Ran, Sonoko e i Detective Boys si recano in cabina e Ai è sempre più terrorizzata quando incrocia l'Akai con la cicatrice che la fissa negli occhi. Anche Tooru Amuro appare di fronte a Ran e Sonoko e si mette a parlare con loro, mentre Ai è ancora nascosta dietro Ran. La porta della cabina più vicina a loro è aperta e Subaru Okiya li sta spiando; non appena chiude la porta si nota che insieme a lui vi è anche una donna con il volto nascosto da un cappello impegnata a inviare un messaggio. Okiya le dice che la sorte è dalla loro parte. Nel frattempo, Mitsuhiko rivela ad Agasa di avere inviato il filmato del salvataggio a Kogoro; perciò, Ai si rende conto che, probabilmente, l'organizzazione è a bordo per ucciderla. Gin e Vodka sono in stazione e ricevono la conferma da parte di Vermouth di avere trovato Sherry a bordo. Gin immagina nuovamente Shiho nuda. Conan riceve un secondo messaggio e nasconde in fretta il cellulare quando Sera gli appare dietro chiedendogli cosa stesse facendo. Anche Ai riceve un messaggio, firmato da Vermouth, che le chiede "Ti sei rassegnata?". Ai con una scusa esce dalla cabina impedendo a Ran di seguirla; la ragazza si nasconde e ricorda il messaggio lasciato nelle audiocassette dalla madre Elena nel quale le confessò che lei e il marito stavano lavorando a un farmaco chiamato "Silver Bullet" e per questo dovevano separarsi dalle due figlie. Ai, sentendosi ormai con le spalle al muro, decide di prendere l'antidoto e farsi trovare adulta dall'organizzazione per evitare di coinvolgere anche gli altri. In quel momento, però, arriva Okiya, le dice che essendo "sua sorella" riesce a intuire le sue azioni e la invita a entrare nella "sua area", ma Ai fugge in lacrime poiché non vuole farsi ammazzare nel corpo di una bambina. Il treno percorre una galleria e Sera corre verso la sua cabina mentre viene spiata da Amuro che appena la vede invia un messaggio; la donna misteriosa incrocia il falso Akai nel corridoio e gli sussurra qualcosa all'orecchio che lo lascia stupito. A quel punto arriva Sera che affronta faccia a faccia l'uomo con la cicatrice chiedendogli insistentemente di rivelare la sua identità. Il falso Akai le sorride dicendole che è sempre la stessa e la chiama per nome. Sera, sorpresa e confusa, gli risponde "Shu... fratello mio!", facendo quindi capire che lei è la sorella di Akai. La ragazza è allibita nel trovarsi di fronte il fratello e dice che lo credeva morto, ma l'uomo risponde che voleva sapere proprio questo, la stordisce con un taser e subito dopo invia un messaggio nel quale scrive che l'ostacolo del piano è stato eliminato. Ran riceve da Ai un messaggio in cui dice di stare bene. Il falso Akai si reca poi a spiare la lista dei passeggeri dato che crede di aver visto una sua vecchia conoscenza a bordo; lo si vede, poi, intento a sentire la voce di Agasa con un trasmettitore e a gettare una valigia all'esterno del treno, quando la donna misteriosa appare alle sue spalle rivelandosi Yukiko e portando il falso Akai a togliersi la maschera: è Vermouth. Yukiko afferma di vedere per la prima volta il vero volto di Sharon Vineyard che prima fingeva di essere più vecchia, quindi le dice che la loro squadra è un passo avanti e che Sera è già stata portata al sicuro da un "ospite speciale"; subito dopo si vede Okiya stendere Sera su un divano e, quando la ragazza pronuncia nel sonno il nome "Shu", Okiya sorride. Yukiko continua a vantarsi poiché conosce il punto debole della sua vecchia amica Sharon, ovvero il fatto che la donna tenga segreto all'organizzazione che suo figlio e Shiho sono tornati piccoli a causa del farmaco; le chiede, quindi, se questo sia collegato al software che ha cercato a tutti i costi di ottenere dal programmatore informatico Itakura, che prima lavorava per gli effetti speciali nel cinema e aveva litigato con Sharon stessa, ma non se ne conosce ancora il motivo. Vermouth interrompe la conversazione e punta una pistola contro Yukiko rivelandole di avere capito il loro piano, di averlo già mandato all'aria e di essere a conoscenza di cosa ha in mente di fare Sherry: per questo, ha gettato dal finestrino una valigia con i trucchi con cui Yukiko voleva travestirsi da Sherry; la donna attiva dei fumogeni che seminano il panico a bordo del treno, nel quale si pensa sia scoppiato un incendio. I passeggeri sono costretti a correre verso i primi vagoni del treno mentre nel vagone 8, ormai rimasto deserto, in mezzo al fumo si scorge una figura correre e ansimare: è Shiho. Improvvisamente, si sente una voce che la riconosce come "figlia di Hell Angel": è Tooru Amuro, che dichiara di essere il membro dell'organizzazione conosciuto come Bourbon. Quest'ultimo dice a Shiho di aver conosciuto i suoi genitori e sua sorella Akemi, e la ragazza gli spiega che lo sapeva e aveva sentito parlare di lui come il rivale di Dai Moroboshi, l'ex-fidanzato della sorella. Bourbon le spiega che Dai era una talpa dell'FBI come sospettava, ma, non credendo che fosse morto, si è travestito da lui mostrandosi alle persone che lo conoscevano per osservare le loro reazioni, e così alla fine si è convinto: era quindi il falso Akai comparso prima, mentre questa volta Vermouth l'ha impersonato al suo posto. A un certo punto, Bourbon le punta contro una pistola e la spinge verso il vagone bagagli dove ha intenzione di addormentarla e di far saltare in aria il collegamento tra i due vagoni per separare il vagone bagagli e seguire le direttive del piano, secondo le quali l'organizzazione sta seguendo il treno in elicottero e la verrà a prendere: infatti, le rivela di volerla riportare dai suoi colleghi viva. Nello stesso tempo, Gin e Vodka parlano di come il treno sarà fatto esplodere una volta arrivato alla stazione di Nagoya, e Vodka afferma che Vermouth gli ha chiesto un po' di esplosivo. Shiho, infatti, alza un telo e scopre degli esplosivi che Bourbon non aveva previsto; infatti Vermouth, a differenza di Bourbon, vuole uccidere Shiho a ogni costo, e ha piazzato lì gli esplosivi per far esplodere il vagone dopo che è stato separato dal resto del treno in modo da evitare che il treno deragli e che altri passeggeri rimangano coinvolti. Shiho si chiude dentro il vagone bagagli e Bourbon la minaccia di passare alle maniere forti, ma, all'improvviso, si apre la porta alle sue spalle e dal fumo si intravede una misteriosa sagoma che lancia una granata esplosiva per separare i vagoni. Questa persona è Shuichi Akai, senza cicatrice, e indossa gli stessi vestiti di Okiya. Bourbon non riesce a vederlo bene ma ripensa a questa persona e sembra avere dei sospetti. La granata esplode, separa il vagone bagagli che a sua volta salta in aria a causa delle C4 di Vermouth, perciò Sherry sembra sia morta. Yukiko affacciandosi al finestrino e vedendo l'esplosione fa finta di essere scioccata e incredula ma non appena Vermouth esce dalla sua cabina si interrompe. Il treno si ferma alla stazione più vicina e i passeggeri vengono fatti scendere; Vermouth chiama Gin e lo informa della morte di Sherry, ma, chiusa la chiamata, ascolta i Detective Boys parlare con Agasa di come abbiano trovato Ai in una cabina vuota. Infatti, la ragazzina è addormentata sulle spalle di Agasa. Vermouth comprende, quindi, che Yukiko l'aveva previsto ma si chiede chi potesse essere, allora, la ragazza che è saltata in aria sotto gli occhi di Bourbon. Intanto Conan sta parlando al telefono con Kaito Kid, che sta fuggendo con il deltaplano: dopo che Conan aveva scoperto che lui e il suo complice si erano travestiti rispettivamente dalla cameriera di una vecchia signora e la signora stessa, gli ha chiesto, in cambio del suo silenzio riguardo al fatto che fossero presenti sul treno, di impersonare Shiho travestendosi e ripetendo quello che lei gli diceva con un trasmettitore, per poi fuggire con il deltaplano nascosto nel vagone pieno di esplosivi. Anche Vermouth sembra aver capito tutto. Nel frattempo, Ran restituisce a una Sera ancora confusa il cappello che ha trovato nel corridoio mentre Bourbon chiede a Vermouth se può visionare una seconda volta i file che riguardano la morte di Akai poiché ha intenzione di ricominciare da capo a "indagare su quel caso". Okiya sta osservando Bourbon e si vede per la prima volta uno dei suoi occhi: l'occhio è uguale a quello di Shuichi Akai. Una volta arrivati a casa di Agasa, Ai chiede ancora chi sia Okiya e Conan dice di fidarsi di lui; è convinto che Bourbon creda che Sherry sia morta e che non si farà più vedere. Trascorsi alcuni giorni dagli eventi del Mystery Train, Bourbon si ripresenta però su un campo da tennis dove sono presenti Conan, Ran, Sonoko e Kogoro, e dice che la settimana dopo tornerà a lavorare al caffè Poirot. Dopo che Bourbon ha aiutato Kogoro e Conan a risolvere un caso di omicidio e ha osservato Conan mentre stava per sparare un ago soporifero a Kogoro, Vermouth gli chiede per telefono quanto starà ancora vicino a Kogoro, dato che all'inizio pensava avesse a che fare con Sherry essendo coinvolto nel caso di Kir, ma ora non ce ne sarebbe più bisogno, dato che Sherry è morta, come Vermouth continua a fargli credere. Bourbon tuttavia afferma però che gli è sorto un grande interesse per Kogoro, pensando però a Conan. Sera indossa un cappello come quelli che porta di solito Akai, che Ran ha raccolto sul treno, e chiede alla stessa Ran se ha visto un uomo dalle sembianze del falso Akai indossarlo, ma lei non l'ha visto.