《金田一少年事件簿3》延续经典本格推理风格，以松本润饰演的金田一与铃木杏饰演的美雪为核心。故事从一趟旅行列车开始，两人意外重逢，同行伙伴用DV拍下沿途点滴，却无意间记录下关键线索。某夜，木偶剧团团长惨遭杀害，然而当警探赶到时，原本停放在车厢内的尸体竟凭空消失，整列火车瞬间成为密室般的犯罪现场。

金田一在混乱中冷静观察，发现剧团成员各怀秘密，DV影像中隐藏着时间与空间的矛盾。随着调查深入，更多诡异事件接连发生，乘客间的不安与猜忌不断升级。金田一必须在有限时间内破解尸体消失的诡计，并揭露凶手利用木偶与列车结构制造的障眼法。美雪则从旁协助，用细腻的观察弥补金田一的盲点。

本季案件注重心理博弈与物理诡计的结合，列车密闭空间加剧紧张氛围。金田一与美雪的默契互动为暗黑剧情注入温暖，而凶手背后的动机则牵扯出剧团多年的恩怨。最终，金田一通过DV画面中的细微破绽锁定真凶，在列车到站前完成一场精彩的推理对决，还原真相的同时也守护了同行者的安全。