故事讲述住在诺斯特拉达姆斯邻镇的努斯特拉达马斯留下了一个预言：“在 20 和 23 并列的年份，天上会降下两道光芒。一道是黑暗之光，另一道是小小的白光……不久，黑暗之光就会拥有强大的力量，扰乱和平，给世界带来巨大的混乱。”

　　因为一块布丁，野原新之助（矢岛晶子 配音）和妹妹向日葵（こおろぎさとみ 配音）激烈争吵，身为哥哥他自然受到爸爸广志（藤原啓治 配音）和妈妈美伢（ならはしみき 配音）的训斥。小新恼羞成怒，扬言“不要当哥哥！不要妹妹了！”就在此刻，一胖一瘦两个绿衣人出现，声称愿意将小葵收养，以向日葵公主的身份展开新的生活。一道刺眼强光过后，签订了协议的野原一家被吸入UFO，开始了吉凶未卜的宇宙旅行。　　从向日葵星国王口中得知，当前这颗星球和地球正面临前所未有的危机，一旦二者间的平衡受到破坏，两颗星球都将迎来毁灭的厄运。而向日葵，正是防止危机的关键……

东京、大阪、京都相继发生杀人事件，5名死者皆是被头戴面具的黑影人用武士刀和弓箭瞬间杀害。警方介入调查，发现死者都是出没于3地专门偷窃有名的佛像及美术品的偷盗集团“源氏萤”成员。该集团共有成员8名，以义经的家臣名字互相称呼，且都持有一本《义经记》，被害5人手中的《义经记》均被拿走。　　这日京都古寺山能寺收到奇怪书信，说若能解开信中所附的画谜，便能找到8年前被窃的如来佛像。柯南、小兰随毛利小五郎来到该寺，均对画谜一筹莫展。5名被杀者之一曾对与新一不相上下的大阪高中生服部平次照料有加，服部也来到京都对案件秘密展开调查，并借机找寻自己的初恋情人。柯南与服部相遇联手调查时，发现有人想置服部于死地，紧接“源氏萤”另一成员被害，而这一切，似乎又都与画谜有关。

某日，小新（矢岛晶子 配音）在河堤上捡到了一瓶神秘的液体，把它带回家放在了冰箱里。哪知道美伢（楢桥美纪 配音）和广志（藤原启治 配音）在无意之中将其喝下，隔天竟然变异成为了动物。 　　之后，一个神秘的环保组织SKBE掳走了小新一家人，而为首的，竟然是双叶里的里长四膳守（山寺宏一 配音）。原来，四膳首是一位激进的环保主义着，妄图通过一种神秘的药物将破坏环境的人类全部都变成动物，而小新捡到的神秘液体就是还尚处于测试阶段的药物，四膳守准备将美伢和广志当做实验对象进行研究。在神秘女子维多利亚（后藤邑子 配音）的帮助下，小新一行人成功出逃，他们和春日部防卫队一起，决心破解四膳守的阴谋。

小新一家还有风间，妮妮，正男，阿呆一起报名动感超人周年纪念南海之旅，就在动感超人电影的船上首映会上，突然出现了一群粗暴的猴子将大人们都掳走了。春日部防卫队为了救出大人们而出动，小新一行人冒险渡海到南海上的一座荒岛希望可以查出发生了什么事，但本应在船上小葵和小白竟突然出现，小新还发现另一辆古怪的船......