世界中を又にかけて宝石を狙う怪盗キッド（声：山口勝平）のもとへ、彼との対決に執念を燃やす大富豪、鈴木次郎吉（声：永井一郎）から挑戦状が届く。その内容は、世界最大の飛行船ベルツリー号に収めた宝石“天空の貴婦人”を盗んでみろというものだった。制限時間は東京－大阪間の6時間。ベルツリー号には、次郎吉に招待された探偵、毛利小五郎（声：小山力也）とその娘の蘭（声：山崎和佳奈）、そして江戸川コナン（声：高山みなみ）たち少年探偵団も乗り込み、キッドとの対決に備える。大空を舞台にコナン、小五郎と怪盗キッドの頭脳戦が始まろうとした、まさにその時、謎のテロリスト“赤いシャムネコ”が飛行船を襲う。果たして、彼らのハイジャックの目的は？キッドとコナンの対決の行方は……？