Сюжет двадцатого по счету полнометражного аниме «Детектив Конан: Кошмар кромешной тьмы» разворачивается вокруг юноши по имени Конан, который с легкостью распутывает даже самые сложные преступления.
На этот раз молодой человек будет помогать неизвестной женщине с разноцветными глазами. Конан нашел ее возле колеса обозрения, когда гулял с друзьями в парке аттракционов. Таинственная незнакомка не только серьезно ранена, но и потеряла память. Она не помнит, как ее зовут и откуда она приехала. Мобильный телефон девушки разбит, поэтому юному детективу придется приложить немало усилий, чтобы помочь бедняжке все вспомнить.
В это же время в здание, которое принадлежит японской полиции, ночью проникает шпион. Его цель – секретные данные, которые принадлежат ЦРУ, ФБР и другим иностранным спецслужбам. Однако преступнику не удается украсть информацию, так как его останавливает отважный Тоору Амуро и его команда.
Шпион угоняет машину и уезжает с места преступления, но Амуро не собирается так просто сдаваться. Он преследует злодея, однако погоня заканчивается, когда в автомобиль преступника попадает пуля. Оказывается, ее выпустил из своей винтовки сотрудник ФБР по имени Щуичи Акаи. Машина падает с обрыва и разбивается.
Примечательно, что в этой полнометражке появятся персонажи, которые ранее были в сериале: Бурбон, Джин, Вермут, Водка, Кир, Кьянти и Корн. Все они являются членами секретной группировки, получившей название «Черная Организация». Кроме того, в полнометражной картине появится новый герой – Ром.