寒冷的冬日，柯南、灰原哀以及毛利小五郎、小兰受铃木园子的邀请，前往一座北方的小镇参加冰雪节。小镇上到处都是冰雕雪塑，还有热闹的滑冰场和各种冰雪活动。
众人来到小镇后，先是在园子里预订的旅馆安顿下来。稍作休息后，便一起去街上闲逛，欣赏冰雪节的美景。园子兴奋地拉着小兰去看各种冰雕，柯南和灰原哀则在后面不紧不慢地跟着，感受着节日的氛围。
当他们来到小镇边缘的一条冰河附近时，发现那里围了一群人，似乎发生了什么事情。柯南和灰原哀赶紧挤进去查看，只见冰河上有一具尸体，而且尸体没有头部，场面十分恐怖。周围的人都在议论纷纷，惊恐不已。
警方很快赶到了现场，柯南和灰原哀也开始协助警方进行调查。据警方初步了解，死者是一名女性，身份暂时不明。冰河周围的雪地上没有明显的脚印，只有一些杂乱的痕迹，似乎尸体是被人从远处运来扔到冰河上的。
灰原哀仔细观察着尸体和周围的环境，发现尸体的衣服上有一些奇怪的图案，像是某种特殊组织的标志。她把这个发现告诉了柯南，柯南陷入了沉思，觉得这个案件可能与一些不寻常的势力有关。
毛利小五郎也在一旁装模作样地进行推理，但总是不得要领。柯南没有理会他，继续和灰原哀寻找线索。他们沿着冰河附近的小路搜索，在一处偏僻的树林里发现了一些血迹和打斗的痕迹，旁边还有一个被丢弃的黑色袋子，里面似乎装过什么东西。
柯南推测，这里可能就是案发现场，凶手在这里杀害了死者并砍下了她的头部，然后将尸体运到了冰河上。但是，凶手为什么要砍下死者的头部呢？这让柯南和灰原哀感到十分困惑。
就在他们继续调查的时候，突然听到身后传来一阵脚步声。他们回头一看，发现是一个神秘的黑衣人，戴着帽子和口罩，看不清面容。黑衣人看到他们后，转身就跑。柯南和灰原哀立刻追了上去，但黑衣人跑得很快，在树林里左拐右拐，很快就消失不见了。
回到旅馆后，柯南和灰原哀对案件进行了深入的讨论。他们觉得这个黑衣人很可能与案件有关，也许就是凶手或者知道案件真相的人。灰原哀担心这个案件会涉及到黑暗组织，但柯南认为目前还不能确定，需要更多的线索。
第二天，警方通过调查发现了一些新的线索。死者的身份被确认，是一名在当地从事考古工作的学者。她最近在研究一个关于古代遗迹的项目，据说这个项目可能会涉及到一些重大的秘密。
柯南和灰原哀推测，死者的死可能与她的考古研究有关。也许她发现了什么重要的线索或者秘密，被某些人盯上了，所以才遭此毒手。他们决定去死者的考古工作室看看，能不能找到更多的线索。
在考古工作室里，他们发现了一些奇怪的图纸和文件，上面画着一些古老的符号和图案，还有一些关于当地一座古老城堡的记载。柯南和灰原哀猜测，这些可能就是死者研究的关键内容。
正当他们仔细研究这些资料的时候，突然听到外面传来一阵警笛声。他们出去一看，发现警察正在追捕一个人，而那个人正是他们昨天看到的黑衣人。柯南和灰原哀毫不犹豫地加入了追捕的行列。
在追捕过程中，黑衣人被逼到了一座废弃的工厂里。柯南和灰原哀小心翼翼地走进工厂，发现黑衣人正躲在一个角落里。黑衣人看到他们后，突然拿出一把刀，威胁他们不要靠近。
柯南和灰原哀没有退缩，他们试图与黑衣人谈判，让他说出真相。在柯南的巧妙追问下，黑衣人终于说出了实情。原来，他是受一个神秘组织的指使，来阻止死者公布考古研究的成果。因为这个成果可能会揭露那个神秘组织的一些不可告人的秘密。
黑衣人还说，死者的头部被他们藏在了城堡里的一个密室里，他们原本想以此来威胁死者，但没想到事情会发展到这一步。
柯南和灰原哀在警方的协助下，来到了城堡，找到了密室，找回了死者的头部。案件终于真相大白，神秘组织的阴谋也被挫败。
冰雪节依旧在继续，但柯南和灰原哀的心情却没有那么轻松。他们知道，在这个世界上，还有很多黑暗的势力在隐藏着，他们需要继续守护正义，保护那些无辜的人。
离开小镇的时候，灰原哀望着窗外的冰河，对柯南说：“这个冬天真的很寒冷，但我相信，只要我们在一起，就一定能度过所有的难关。”柯南微笑着点点头，说：“嗯，我们一定会的。”