Masumi incalza Ai sull'uso di termini troppo colti, sospettando l'uso del farmaco rimpicciolente, ma Okiya interviene per sviare i dubbi. Mentre si cerca di distinguere il piatto autentico dai falsi, Conan ottiene da Okiya la conferma che Masumi è sua sorella, tenuta all'oscuro per protezione. Un flashback rivela che 17 anni prima la famiglia Akai fuggì in Giappone dall'Inghilterra su ordine del padre Tsutomu, coinvolto nel pericoloso caso Haneda. Nel presente, Masumi tenta di ottenere da Ai una dose dell'antidoto, tradendo il fatto che serva a una terza persona. Un lapsus della ragazza sul fisico della madre spinge Okiya a indagare sulla sorte di Mary. Conan intuisce finalmente la verità: la bambina bionda che vive con Masumi è proprio Mary Akai, rimpicciolita. Decifrando l'enigma della "sorellina fuori dal territorio", il piccolo detective ricollega Mary alla misteriosa figura che stese l'assassino nel caso del "detective delle anime", confermando la sua natura di agente segreto.