18 年前
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幽静的轻井泽，金田一一（松野太纪 配音）和七濑美雪（中川亚纪子 配音）与邀请他们的好友——经营电脑系统公司井泽研太郎（内山昂辉 配音）会面。井泽的老主顾火祀集团的青龙社长不久前死于列车事故，在他遇难之前，家中用于黑魔法的人偶消失，但事故当天一个断成两截的人偶突然出现， 与社长死状如出一辙。井泽怀疑这是一起杀人事件，于是拜托金田一找出真正的凶手。在神秘的黑魔法公馆中，金田一一行见到了社长的养子晓（及川以造 配音）、九曜（宫野真守 配音）、星子（朴璐美 配音）以及黑魔法师黑瓜鬼门。人人都有嫌疑，人人都有不在场证明，而死亡事件仍在继续……
本片为金田一少年事件簿系列20周年纪念作品。。魔晶学院近在咫尺，千瑞，御风和乌拉拉却被挡在了门外。失落的大家遇到了学长吉吉特，在吉吉特的帮助下，千瑞他们认识了绿色学院的长老天劫，还阴差阳错的获得了考试资格。大家一路过关斩将，顺利通过了五大长老严苛的考试，终于成为了魔晶学院的学生！然而当初答应天劫长老的要求，却让大家惹祸上身，一场大战在所难免。而魔晶学院16年前的秘密也逐渐被揭开。。为了从迷之巨大怪物手上守护日本的和平，新干线超进化研究所开发了「新干线变形机器人 辛卡利欧」。为了防备新的敌人袭来，研究所还秘密开发新型机器人「辛卡利欧Z」。与「辛卡利欧Z」适合率高的孩子们被选作驾驶员，与研究所的人们合力迎击再次出现的巨大怪物体。未知的敌人出现。两个少年的相遇。辛卡利欧进一步进化即将开始！！！。