這個島上有沈入海底的古代遺跡，海底宮殿，還有安妮·伯妮留下的寶藏傳說(不記得拼寫了...)和瑪麗·裏德，兩個女海賊，真實存在於300年前。兩個月前，有傳言說寶藏已經找到，吸引了大批遊客和尋寶者。結果，毛利人沒能在酒店訂到房間，他們壹行人被當地旅遊班主任顏勇帶到了經營民宿的馬梅家中。
年輕的偵探們參觀了當地的博物館，那裏有兩件非常珍貴的物品，壹把刀和壹支槍，據說是兩名女海盜的武器。在巖永的建議下，少年偵探隊去玩尋寶遊戲。
另壹邊，蘭和花園去潛水，想看看海底宮殿。他們在負責他們水下之旅的店鋪裏遇到了三個尋寶者，分別是田山、松本和伊豆。當藍、和當地導遊潛入海底時，他們看到天山被鯊魚圍困。雖然松本和伊豆盡力保護他，但田山還是沒有得救。
柯南覺得不對勁，就去調查，發現田山的潛水服下有塑料袋的痕跡。有人故意在塑料袋裏放魚血。隨著潛水的深入，壓力變大，塑料袋爆裂，血腥味引來鯊魚。這壹事件將蔣木木、白鳥、佐藤和高木警官帶到了這個島上。通過指紋發現松本是世界上著名的尋寶人，他身上有很多案底。海底有寶藏的謠言越來越真實了。
年輕偵探們的尋寶活動仍在繼續。博物館裏有兩件東西被偷了，兩個女海盜的槍和刀。柯南在去尋寶的路上看到兩個尋寶者在偷物品後被槍殺。
第二天，藍和又想出海，卻被兩個尋寶人劫持了。臺風來了，小偵探們尋寶中的暗號終於解開了。柯南發現旅館的主人也是壹個尋寶者。在他的幫助下，他發現年輕偵探手中的地圖其實是壹張真正的尋寶地圖。寶藏應該在萊欽島附近，離波塞冬島不遠。只是因為地震，入口被堵住了，他只能在海底穿行。這時有人來報告，蘭和花園被劫為人質，去了來琴島。柯南也在的幫助下去了來琴島救蘭。
花園的手臂被故意抓傷，目的是為了幫助兩個尋寶者分散鯊魚的註意力。園子被鯊魚纏住，蘭竭盡全力拯救園子，最終順利脫險，進入水下宮殿內部。毛利得知女兒的情況後拼命想幫她，但臺風越來越厲害，他們只能等。
松本，伊豆，蘭，圓圓終於找到了女海盜藏的海盜船，但是沒有寶藏。松本和伊豆想殺了他們。就在這個關鍵時刻，柯南趕到了，巖永跟著柯南來到了水下宮殿，所有的謎題也迎刃而解。
此時地震發生，海底宮殿即將倒塌。柯南用甲烷引發爆炸，炸破了宮殿的頂部，讓海盜船浮出水面。臺風過後，毛利壹行在海上等待，海盜船浮出水面，但1分鐘後，海盜船因為太舊而解體。最後小蘭和柯南成功獲救。