在青梅竹馬小蘭（忽那汐里飾）的鼓動下，工藤新一（溝端淳平飾）半推半就乘上飛往京都的飛機，去觀摩正在那里拍攝時代劇《新撰組傳奇》的毛利小五郎（陳內(nèi)孝則飾）表演。飛行途中，劇組攝影師大鷹和洋（波岡一喜飾）陳尸洗手間引發(fā)恐慌。工藤新一在1萬英尺高空通過觀察氧氣面罩使用痕跡鎖定兇手為偽裝昏迷的空姐，揭露其為掩蓋與死者爭奪遺產(chǎn)的真相而作案。落地京都后，劇組收到以新撰組暗殺手法為名的連環(huán)威脅信。當主演櫻庭（中村俊介飾）在攝影棚遭遇毒箭襲擊時，新一與服部平次（松坂桃李飾）通過分析時代劇道具室的機關(guān)破解預(yù)告謎題。隨著女演員被茶碗碎片割破頸動脈遇害，兩人發(fā)現(xiàn)兇手是為兄長復(fù)仇的燈光師——其利用拍攝間隙調(diào)換道具血袋導(dǎo)致意外死亡，并偽造新撰組式連環(huán)殺人假象。案件最終揭示劇組內(nèi)部因版權(quán)糾紛引發(fā)的多重矛盾，所有謎團在時代劇正式開拍前夜被徹底解開。本片根據(jù)青山岡昌的同名人氣漫畫改編。