Thám Tử Lừng Danh Conan xoay quanh câu chuyện của Shinichi Kudo, một cậu học sinh trung học 17 tuổi với khả năng suy luận và giải quyết vụ án xuất sắc. Trong một lần đi chơi công viên với cô bạn từ thuở nhỏ Ran Mori, Shinichi vô tình trở thành nhân chứng cho một vụ án giết người trên chuyến tàu tốc hành. Cậu đã sử dụng khả năng của mình để làm sáng tỏ vụ án.
Trên đường về nhà, Shinichi tiếp tục theo dõi một nhóm người đàn ông mặc đồ đen đang thực hiện một vụ làm ăn mờ ám. Tuy nhiên, cậu bị phát hiện và bị đánh ngất. Những người đàn ông áo đen đã cho Shinichi uống một loại thuốc độc chưa qua thử nghiệm gọi là Apotoxin-4869 với mục đích thủ tiêu cậu.
Không may, loại thuốc độc đã không giết chết Shinichi mà biến cậu thành một cậu bé nhỏ. Cậu lấy tên là Conan Edogawa và bắt đầu cuộc sống mới tại nhà Mori. Từ đó, Conan sử dụng khả năng của mình để giải quyết các vụ án xảy ra xung quanh, trong khi cố gắng tìm cách trở thành người lớn và chống lại tổ chức bí mật đã thay đổi cuộc đời cậu.