Detective Conan: Black Iron Submarine mengisahkan tentang fasilitas Pacific Buoy milik Interpol yang berfungsi menghubungkan kamera keamanan di seluruh dunia, termasuk teknologi pengenalan wajah baru. Saat Conan dan teman-temannya berlibur di pulau dekat fasilitas tersebut, Black Organization menyerang untuk mencuri data dan menculik insinyur wanita serta Ai Haibara karena identitas aslinya sebagai Shiho Miyano terungkap. Conan pun harus berpacu dengan waktu untuk menyelamatkan Haibara dan insinyur yang diculik di dalam kapal selam milik organisasi tersebut, sambil mengungkap misteri pembunuhan di fasilitas itu.
- Fasilitas Pacific Buoy: Interpol meluncurkan fasilitas bawah laut di Hachijo-jima yang memiliki teknologi pengenalan wajah AI untuk menghubungkan CCTV di seluruh dunia.
- Serangan Black Organization: Anggota organisasi menyerang fasilitas tersebut, menculik insinyur wanita, Naomi Argento, dan mendapatkan sebuah USB yang berisi data sensitif.
- Identitas Ai Haibara terungkap: Data di USB tersebut ternyata berisi informasi mengenai Shiho Miyano (nama asli Ai) dan keberadaannya di pulau itu, yang membuat organisasi mencarinya.
- Penculikan Ai Haibara: Dengan bantuan kapal selam, Gin dan anggota lainnya berhasil menculik Ai Haibara dari pulau tersebut, dan Conan harus segera menyelamatkannya.
- Misi penyelamatan Conan: Conan menyelinap ke dalam kapal selam untuk menyelamatkan Haibara dan insinyur yang diculik, sekaligus memecahkan kasus pembunuhan yang terjadi di fasilitas tersebut.