《名侦探柯南：唐红的恋歌》讲述了在日卖电视台发生的一起爆炸案。当时，引领日本百人一首界的“皋月会”正在举办记者会，突如其来的爆炸令全场陷入恐慌。关西名侦探服部平次和他的青梅竹马远山和叶被困在崩塌的大楼内，千钧一发之际，柯南成功将他们救出。然而，案件的动机不明，令人不解。在爆炸骚动中，柯南遇见了一位自称是平次未婚妻的女子——大冈红叶，她是竞技歌牌的高中生冠军。和叶不甘示弱，决定挑战红叶，并拜平次的母亲静华为师，开始百人一首的特训。与此同时，京都岚山的日式住宅内发生了皋月杯冠军被杀害的案件，而红叶的身影出现在杀人现场的显示器中。大阪府警和京都府警联手调查，发现两起案件都与百人一首有关，命运的交织逐渐揭开谜团。