Conan Edogawa, das Pseudonym von Shinichi Kudo – einem jugendlichen Detektiv, der nach der Einnahme der experimentellen Droge APTX 4869 der Schwarzen Organisation in ein Kind verwandelt wurde – führt ein Doppelleben. Unter einem Namen, der Arthur Conan Doyle und Edogawa Ranpo vereint, verbirgt er seine wahre Identität, während er die Organisation aus dem Schatten heraus infiltriert. Von seiner Kindheitsfreundin Ran Mouri und ihrem Vater Kogoro, einem tollpatschigen Privatdetektiv, aufgenommen, nutzt Conan deren Detektei, um Fälle im Zusammenhang mit dem Syndikat zu verfolgen. An der Teitan-Grundschule eingeschrieben, schließt er sich den Detektivjungen Ayumi, Mitsuhiko und Genta an und lenkt ihre Amateurermittlungen heimlich in Richtung bahnbrechender Ergebnisse.
Seine kindliche Fassade verschafft ihm unauffälligen Zugang zu Tatorten, obwohl er seinen Scharfsinn mit Erfindungen von Agasa ergänzt: einer stimmenmodulierenden Krawatte, um Kogoro nachzuahmen, einer Betäubungspistolen-Armbanduhr und fußballbetriebenen Schuhen. Trotz gespielter kindlicher Naivität durch Ausdrücke wie „Ah-le-le?“ und der Anrede von Ran als „Ran-neechan“ bricht Shinichis deduktive Brillanz gelegentlich durch, was ihn zwingt, seine Schlüsse Fernsehsendungen oder anwesenden Erwachsenen zuzuschreiben. Die Belastung durch die Geheimhaltung belastet seine Beziehung zu Ran, die unwissentlich ihr Verlangen nach Shinichi mit Conan selbst teilt, was emotionale Spannung in ihre Dynamik bringt.
Ein Wendepunkt tritt mit Ai Haibara ein, einer ehemaligen Wissenschaftlerin der Schwarzen Organisation, die ebenfalls ein Opfer von APTX 4869 wurde. Ihr Wissen über die Droge und vorläufige Gegenmittel schmiedet ein vorsichtiges Bündnis und vertieft Conans Verständnis seiner Feinde. Zusammenarbeiten mit seinem Rivalen Heiji Hattori aus Osaka und FBI-Agenten erweitern sein Netzwerk, doch seine zurückhaltende Natur bleibt bestehen – erkennbar an seiner Weigerung, Ran seine Identität zu offenbaren, da er ihre Sicherheit über emotionale Offenheit stellt.
In einem blauen Blazer, roter Krawatte und verfolgenden Brillen verbirgt Conans unscheinbares Äußeres seine Gadgets und Wendigkeit. Durch den Körper eines Kindes eingeschränkt, kompensiert er dies mit Fußballfähigkeiten, die durch seine technisch aufgerüsteten Schuhe verstärkt werden. Familiäre Bindungen zum Schriftsteller Yusaku und der Ex-Schauspielerin Yukiko Kudo unterstützen gelegentlich seine Missionen, obwohl er größtenteils allein operiert, um andere vor Gefahren zu schützen.
Unter seiner taktischen Entwicklung – der Annahme von Allianzen mit Strafverfolgungsbehörden, der Bewältigung von Identitätsenthüllungen durch Feinde wie Vermouth – liegt ein unerschütterlicher Entschluss, die Schwarze Organisation zu zerschlagen. Seine Reise verlagert sich von der Rückeroberung seines früheren Lebens zum Schutz anderer, selbst wenn ethische Dilemmata durch langandauernde Täuschung entstehen. Persönliche Eigenheiten bleiben bestehen: eine stümperhafte Singstimme, eine Vorliebe für Zitronentorte und Eiskaffee sowie das Mantra „Es gibt nur eine Wahrheit“, das seinen unermüdlichen Einsatz für Gerechtigkeit verankert.