事情的经过是这样的——
半个世纪以前，工藤新一创立了黑暗组织，小哀是他青梅竹马的恋人，但是这个神秘组织被当时的某个侦探有所察觉，而那个人的地位至关重要，不能秘密处死，为了隐藏自己的身份，保全黑暗组织，新一冒险服下一种当时并不成熟的类似APTX4869的药物变小了，由于他真实身份的失踪，那个侦探线索断了，黑暗组织得以继续生存。
而当时APTX4869雏形和现在的不一样，它将新一变成了婴儿，又由于强大的毒副作用是他失去了记忆，而当时的新一的委托人将工藤优作真正的孩子杀死，用假新一替换了真新一，从此黑暗组织的头目就以工藤新一的名字生存下去。
为了保持这件事的秘密性，同时为了保全其他人的安全，头目只将自己准备变下这件事告诉了自己的委托人，小哀并不知情，为了追查青梅竹马的恋人下落，她几经辗转，获得了仅剩的一颗变小药物，然而她当时其实并不知道那颗药物能使人变小，只是隐隐知道自己恋人的失踪与那颗药物有着千丝万缕的联系，为了探寻恋人失踪真相，她涉险服下药物，从此变小。那个如今唯一知道真相的委托人收养了变小的小哀，起名宫野志保。
而头目新一当年为了保持秘密的机密性，销毁了一切那种药物的资料，于是这个世界上原本存在过的药物便如从未出现过一样，不为人所知了。（小哀服的药物是当时出现了种种意外之后意外留下的，而随着小哀服下那颗药物，当时世界上便再也没有使人变小的药物了。）
多年之后，志保长大了，她的“父母”告诉了她的身世，于是她又开始了APTX4869的研究，并且有所成效，且渐渐地，她追查到了当年恋人的下落，也就是现在的工藤新一，没想到他再一次变小，成为了江户川柯南，恰逢义姐宫野明美被杀，在追寻恋人的愿望和对明美被杀的怨恨下，她也再一次服下了变小药物，来到了柯南身边。
没有想到，现在的柯南受到优作从小的优良教育，是非观同以前全然不同了，所以在她第一次在阿笠博士家向柯南道出自己是黑暗组织的人，说“我和你是一样的人”时，面对柯南暴怒的神情，她才会流露出如此惊异表情。而除却价值观和是非观的完全改变，旧日的恋人竟然又有了一个青梅竹马的恋人——毛利兰。于是，现在的小哀在是否对柯南说出真相的犹豫中徘徊，她对待柯南也总是含义不明的微笑。
……经过了一系列的波折，柯南终于追查到黑暗组织的核心，并且发现原来真正的头目其实竟然是自己！同时，在小哀新研制的药物之下，他恢复了过往的记忆。是回到黑暗组织，成为这个世界新的主宰者，还是向警方自首成为阶下囚，柯南沉思着，做出了最后的抉择——