Historia skupia się na tajemniczej Ai Haibarze i wydarzeniach rozgrywających się na pokładzie prestiżowego, luksusowego pociągu zwanego „Jet-Black Mystery Train”. Podczas podróży, która miała być relaksującą przejażdżką po pięknych krajobrazach, pasażerowie zostają uwikłani w serię intrygujących zagadek i nieprzewidzianych niebezpieczeństw. Haibara Ai, obdarzona przenikliwym umysłem naukowczyni z mroczną przeszłością, musi skonfrontować się ze swoimi najgłębiej ukrywanymi sekretami, gdy na scenę powraca zagrażająca jej Czarna Organizacja. Pełna napięcia atmosfera zamkniętego środowiska, wzrastające ryzyko oraz misterne zagadki kryminalne stawiają przed główną bohaterką wyzwanie, od którego zależy nie tylko bezpieczeństwo jej przyjaciół, ale także przyszłość Ai. Seria utrzymana jest w typowym dla franczyzy „Detektyw Conan” tonie, łącząc elementy kryminalnego thrillera i detektywistycznej przygody.