《金田一少年事件簿R第二季》讲述名侦探金田一耕助的孙子金田一一和青梅竹马的好友七濑美雪等人解决一个个疑案的故事。金田一少年事件簿R改编自天树征丸原作，漫画家佐藤文也作画的著名长篇推理漫画「金田一少年事件簿」。

本片是以神木高中“古典部”为舞台，围绕四个部员折木奉太郎、千反田爱瑠、福部里志、伊原摩耶花展开的校园推理剧。神木高中一年级生折木奉太郎是一个“节能”主义者，他信奉“不必要的事不做，非做不可的事就尽快解决”，过着“灰色”的高中生活。不参加任何社团的他，却因为姐姐的拜托而加入了濒临废部的“古典部”。在古典部他结识了好奇心旺盛的千金小姐千反田爱瑠，国中好友福部里志、伊原摩耶花也相继加入古典部。

故事发生在一个虚构的世界之中，魔神即将从沉睡之中苏醒，世界将因此而成为鲜血和火焰的海洋，为了击败魔神使其再度沉睡，六名勇者被神意挑选了出来，他们的身上会出现花朵的纹章作为标识，人们称他们为“六花勇者”。然而，这一次，被选出的勇者却有七人，这也就意味着，性格奔放开朗的娜谢塔尼娅（日笠阳子 配音）、个性冷淡沉默寡言的芙蕾米（悠木碧 配音）、坚强的莫拉（佐藤利奈 配音）、拥有超高智商的汉斯（铃村健一 配音）、傲娇毒舌的茶末（加隈亚衣 配音）、成熟稳重的戈尔道夫（内山昂辉 配音）和胆小的洛洛尼亚（金元寿子 配音），在这些人之中，存在着一个叛徒。

在一次护送公司机密文件的途中，旭日重工的普通职员冈岛绿郎（浪川大辅 配音）遭到了名叫黑礁商会的神秘组织的袭击和绑架，机密文件亦被夺走。为了保证秘密不被泄露，旭日重工采取了消抹行动——包括文件和冈岛绿郎本人。在得知了自己被公司抛弃的消息之后，冈岛决定用自己的方式为自己谋得一条生路。冈岛向黑礁商会提出了入会的要求，并通过实际行动证明了自己的能力，之后以“洛克”之名开始全新的生活。精明冷静的首领达奇（礒部勉 配音），个性刚强的双抢手薇拉（丰口惠美 配音），开朗淡泊的机械师本尼（平田广明 配音），在这些神秘人物的围绕下，洛克逐渐找到了同伴的感觉，同时，一条充满了危机与冒险的道路也在他的面前展开了。

公园的滑梯前，传来了儿童略显孤独诡异的童谣，阴森可怖的《暗芝居》再度上演。                                                                      　　进入空无一人浴池内洗澡的青年，遭遇隔壁浴室不断借各种物件的女人；两个迷路的人夜晚开车，在藏着可怕生物的隧道内抛锚；情侣搬到便宜的公寓，这里却有讨厌的老鼠；某病人半夜惊醒，他发现医院内有一处格外热闹的病房；诡异的标本博物馆，有着另人意想不到的藏品；热闹的庙会上，两个女孩不小心进入一个诡异的庙会现场；三个集训的男孩挑灯夜聊，其中一人讲起了他最近的噩梦；年轻人潜入鬼宅探险，见到了苍白的女儿节玩偶；一所中学内，流传着会把人捏碎的握手大叔的传说。                                                                      　　恐怖的故事接二连三，请一定坐稳，不要走开……

工藤新一是全国著名的高中生侦探，在一次追查黑衣人犯罪团伙时不幸被团伙成员发现，击晕后喂了神奇的药水，工藤新一变回了小孩！新一找到了经常帮助他的阿笠博士，博士为他度身打造不少间谍武器。为了防止犯罪团伙对他进行报复，新一决定隐姓埋名，暗中追查他们，希望能得到解药。一日，新一 的女友毛利兰来到了阿笠博士的家寻找男友的下落，被小兰撞见的新一情急之下编造了自己名叫江户川柯南，随后柯南寄居在了小兰家。小兰的父亲毛利小五郎是一名私家侦探，新一可以籍着和他一起四出办案一起追查黑夜人的下落。柯南在小学认识步美等小学生，他们一起组织了一个少年侦探团，向罪犯宣战！