这天在小新居住的春日部附近，突然新开了一家叫“20世纪博”的游乐园。游乐园里到处播放着从前20世纪的旧的电视节目和电影，这里，一切都是从前时光的回放。每一个到了这里的大人，都沉浸在过去的旧时光里，而对小孩子来说，这些的东西一点意思都没有。令小新万万想不到的是，进入了游乐园的爸爸妈妈都不在理会其他事情，只是一直沉醉在以往的时光里。城里的大人们都进去了，只剩下了小孩子！这到底是谁的阴谋，小新他们能否粉碎这阴谋？

晴朗时节，江户川柯南（高山南 配音）和毛利小五郎（小山力也 配音）、小兰（山崎和佳奈 配音）以及少年侦探团的伙伴们一同来到京都，他们即将登上自卫队的宙斯盾战舰，体验一把出海作战的感觉，期间还结识了美丽又有着几分神秘的女自卫队员藤井七海（柴咲幸 配音）。谁知快乐的氛围很快被恐慌所替代，战舰上突然发现一条断掉的手臂，消失的自卫队员又引起军方的恐慌与猜测。原来某国神秘间谍X已悄悄登上宙斯盾，伺机盗取战舰上的绝密情报。　　为了找出隐藏的对手，柯南和灰原哀（林原惠美 配音）、阿笠博士（绪方贤一 配音）、服部平次（堀川亮 配音）以及远山和叶（宫村优子 配音）通力合作，与间谍展开连番斗智斗勇的较量…