Câu chuyện bắt đầu với Shinichi Kudo, một cậu học sinh trung học 17 tuổi (trong nguyên tác truyện tranh là 16) nhưng không may bị biến thành Conan Edogawa, một cậu nhóc cấp một. Trong phần mở đầu của Thám tử lừng danh Conan, Shinichi được miêu tả như một thám tử “đọ trí” trong trường học.
Trong một lần cùng bạn gái từ thuở nhỏ, Ran Mori, đi chơi tại công viên “Miền Nhiệt đới”, cậu bất ngờ dính vào một vụ án vô cùng nghiêm trọng: một hành khách tên Kishida bị giết trên chuyến tàu tốc hành. Shinichi đã tìm ra manh mối và giải quyết vụ án đó. Thế nhưng, trên đường về nhà, cậu tình cờ chứng kiến một cảnh tượng không hay của nhóm người mặc đồ đen. Không may, Kudo bị phát hiện và đánh ngất xỉu. Nhóm người này đã tiêm cho cậu một chất độc chưa được thử nghiệm gọi là Apotoxin-4869 (APTX4869), với dự định đầu độc cậu. Nhưng có một điều bất ngờ đã xảy ra: thay vì chết, Shinichi lại tỉnh dậy trong hình hài của một cậu bé tiểu học!