Den talangfulle gymnasiedetektiven Shinichi Kudo blir förgiftad av några svartklädda män. Giftet (som man senare får veta heter Apotoxin 4869) får honom att han krympa så att han ser ut att vara 7 år gammal, men mentalt är han fortfarande den 17-årige Shinichi Kudo. Han fortsätter att lösa detektivgåtor under det falska namnet Conan Edogawa, men måste varje gång hitta på något sätt att få alla att tro att det är någon annan som löst fallet, för att inte dra till sig uppmärksamhet från de som förgiftat honom.
Ran Mori är 17 år gammal och går i samma klass som Shinichi. Hon är kapten för karatelaget och har vunnit stadskampen i karate. När Shinichi försvinner spårlöst efter att han och Ran varit på ett tivoli blir Ran väldigt orolig. Hon är nämligen kär i Shinichi, men hon vägrar erkänna det, varken för sig själv eller för någon annan.
Som lille Conan flyttar Shinichi in hos Ran och hennes pappa, Kogoro Mori. Kogoro är f.d polis, men fick sparken. Kogoro äger, trots att han är väldigt dålig på att lösa fall, en detektivbyrå, och Conan hoppas på att hitta information om de svartklädda allt eftersom fallen rullar in. Conan hjälper Kogoro att lösa fallen, men får alla att tro att det är Kogoro som löst dem. Ran är flera gånger på väg att avslöja Conan, men han lyckas varje gång slingra sig ur hennes misstankar.
De enda som känner till Conans riktiga identitet är hans föräldrar, grannen doktor Agasa och den skicklige, unge detektiven Heiji Hattori. Ytterligare två personer får under seriens gång veta Shinichis hemlighet; Miyano Shiho (kodnamn Sherry). Hon tillhörde tidigare ligan av svartklädda som förgiftade Shinichi, och hon har också blivit krympt till ett barn. Hon byter namn till Ai Haibara och börjar i Conans klass när hon flyr ifrån de svartklädda. Hennes syster var också med i ligan, men blev skjuten av ligan. Den andra personen, Eisuke Hondo, en 17-årig kille som börjar i Ran Moris klass.