Kudo Shinichi, 17 tuổi, là một thám tử học sinh trung học phổ thông rất nổi tiếng, thường xuyên giúp cảnh sát phá các vụ án khó khăn. Trong một lần khi đang theo dõi một vụ tống tiền, đã bị thành viên của Tổ chức Áo đen bí ẩn phát hiện. Chúng đánh gục Kudo Shinichi, làm cậu bất tỉnh và ép cậu uống loại thuốc độc APTX - 4869 mà Tổ chức vừa điều chế nhằm bịt đầu mối "thân phận". Tuy vậy, thứ thuốc đó không giết chết mà lại gây ra tác dụng phụ khiến Shinichi bị teo nhỏ thành một đứa trẻ khoảng 6-7 tuổi Sau đó, Shinichi tự xưng là Edogawa Conan và được Mori Ran - cô bạn thân thời thơ ấu thanh mai trúc mã khi còn là Kudo Shinichi - nhận nuôi và mang về văn phòng thám tử của cha cô là Mori Kogoro. Xuyên suốt series, Conan đã âm thầm hỗ trợ Mori Kogoro phá các vụ án. Đồng thời Conan cũng phải nhập học lớp 1 Tiểu học, nhờ đó mà kết thân với nhiều người và lập ra Đội thám tử nhí.
Về sau một học sinh tiểu học bất đắc dĩ khác tên là Haibara Ai đã vào học lớp của Conan và tiết lộ rằng cô chính là thành viên của Tổ chức với bí danh là Sherry, tên thật là Shiho Miyano và cô chính là người đã tạo ra loại thuốc APTX - 4869 mà Shinichi (Conan) đã bị ép uống, vì muốn thoát khỏi Tổ chức Áo đen nên đã uống viên thuốc đó để tự sát. Kết quả là, thay vì chết thì cơ thể Haibara cũng bị teo nhỏ như Conan nhờ tác dụng phụ của thuốc. Trong vài vụ án liên quan đến Tổ chức Áo đen, Conan đã hỗ trợ các điệp viên của FBI và CIA.