高中生侦探工藤新一和毛利兰发现两个穿着黑衣的人在游乐园玩耍时举止怪异，于是他们跟踪了他们。没想到，他们中了一种名为“APTX4869”的神秘毒药。但由于药物的副作用，心怡的身体又回到了孩童状态。为了不牵连到周围的人，他化名“江户川·柯南”,住在毛利兰的家里。他用阿笠博士发明的手表式麻醉枪让毛利小五郎沉睡，然后用弓箭变声器模仿他的声音进行推理，破了很多案子，还不停地寻找黑组织的人的下落，希望有一天能将他们绳之以法，变回原来的样子。
动画中每个案件的顺序和原著漫画中有很大不同，增加、删减、改动了一些情节，加入了原著动画故事。
名侦探柯南在日本和国外都获得了巨大的成功。虽然故事中有虚构的部分，但观众还是会沉迷于他精心设计的每一个案件而无法自拔。侦探题材的漫画小说不在少数，但真正能如此成功的并不多。对于很多对漫画不感兴趣的人来说，这更有可能是他们的第一部侦探题材的启蒙动画。几十年来，经久不衰的谜团是，剧情依然没有脱离时代，依然坚守本真。很多柯南粉丝说，柯南二年级的时候就这么大了，高二的时候还没长大，但是不想柯南长大。柯南已经成为他们生活的一部分。