宝生美術館に怪盗団ファントムからの予告状が届く。あんなたちも現場に向かうが、狙われた「星明かりのプリンセス」という首飾りの展示室で、あんなはるるかに話しかけられる。
キュアアルカナ・シャドウの情報を集めるため、調査に向かうあんなたち。一方るるかは、マコトジュエルのやどったミサンガを手に入れるため、店員に変装して持ち主のいるCDショップに潜り込む。
ロボットの人形を盗み、逃走するニジーを追うあんなたち。ハンニンダーに立ち向かうさなか、「ウソノワール様が動きだした」という知らせとともにるるかがやってくる。
登校中、ポーチ姿のポチタンの持ち込みを生徒会長のれいに注意されるあんなたち。翌日、キュアット探偵事務所で留守番をしていたポチタンだが、あんなたちに手紙を届けようとひとりで飛び出していく。
ロンドンから届いた手紙で、キュアアルカナ・シャドウが「森亜るるか」という天才探偵だったことを知るあんなたち。手がかりを求めて湖に調査に向かうと、そこにるるかがあらわれて――
小説家のエリザが「次回作のアイデアを見つけるため、探偵として雇ってほしい」とキュアット探偵事務所にやってきた。そこにさっそく「迷い猫を探してほしい」という依頼が舞い込む。
依頼人の親子の姿を見て、母親のことを思い出すあんな。気分転換に出かけた買い出しの途中でくれあに声をかけられ、パティスリーチュチュに誘われる。あんなの様子を見たくれあは、あんなのためにケーキを作らせてほしいと提案する。
宝生美術館で展覧会の準備を手伝う中、展示中だったガラスの靴が消えてしまう事件が起きる。怪盗団ファントムの仕業だと考え、あんなたちは手がかりを探すが――
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