『名探偵コナン』のテレビアニメ放送20周年を記念して製作された2時間スペシャルエピソード。タイトルの一部となった『小さくなった名探偵』は、原作第2話のサブタイトルでもある。

アニメスペシャルとしては、2016年1月9日と16日に2週連続の『名探偵コナン』第804話 - 第805話分で放送された『名探偵コナン コナンと海老蔵 歌舞伎十八番ミステリー』以来11か月ぶりであり、こちらも本作と同じくテレビアニメ放送20周年記念で製作されたため、その意味のスペシャルアニメは本作が2作目となった。また、通算話にカウントされない『金曜ロードSHOW!』におけるオリジナル2時間スペシャルとしても、『名探偵コナン 江戸川コナン失踪事件 〜史上最悪の2日間〜』が初作品として2014年12月26日に放送されて以来2年ぶりの、同様のスペシャルアニメ2作目 ともなる。

製作は通常のレギュラー放送と同じく読売テレビが担当しているが、『金曜ロードSHOW!』自体が日本テレビの責任枠であるため、スポンサーセールス・全国への番組送出・CM出し・提供クレジット表示はすべて東京の日本テレビタワーで行われた（通常のレギュラー放送は大阪の読売テレビ本社が担当）。

原作者の青山剛昌も全面監修として制作に参加し、アニメ第1話「ジェットコースター殺人事件」（単行本第1巻File1「平成のホームズ」）を中心に主人公・工藤新一とヒロイン・毛利蘭がトロピカルランドへ行く約束を交わした経緯など、さまざまな要素を追加した新たな内容で描かれた。オープニングには、その時点で原作で描かれていた幼少時から本作の時間軸までにあたる全エピソードの名場面が原作漫画風カットで流れ、台詞部分にメインスタッフとキャストが紹介されている。

2016年9月14日に制作が発表され、同年9月17日に予告動画が公開された。その後、同年12月9日の『金曜ロードSHOW!』枠で放送されることが、同年11月16日に発表された。

本作では灰原哀など、原作やアニメの第1話当時は登場前だった人物が多数登場する。なお、原作とアニメ双方の第1話に登場した主要人物は工藤新一と毛利蘭、毛利小五郎、目暮十三、黒ずくめの組織のジンとウォッカのみである。また、和田陽奈はテレビアニメに先駆けて本作でアニメ初登場となった。

本作の放送にて2017年4月15日公開の劇場版第21作『から紅の恋歌』の特報映像が公開された。

放送日と同日に小説版が小学館ジュニア文庫から発売された。

読売テレビでは、2016年12月4日から同年12月8日まで「『名探偵コナンエピソード“ONE”』放送記念！コナン傑作選」と題して本作の放送を記念したテレビアニメ版の初期作品の再放送が行なわれ、本作のオリジナル予告編も頻繁に流された。

本作はアニメシリーズ初の工藤新一役の山口勝平がオープニング、エンディング、公式サイトのキャストクレジットでトップになり、従来の主演である江戸川コナン役の高山みなみは2番目またはトメ表記になっている。また、劇場版やスペシャルでオープニングにメインキャストクレジットがある場合は、従来表記されていた毛利小五郎がクレジットされず、エンディングの全キャストクレジットでも第2画面に表記されているのも初めてのことである。本作のエンディングで第1画面は、新一役の山口、コナン役の高山、毛利蘭役の山崎和佳奈が表記されている。

関東地区での平均視聴率は10.7%を記録した。

約4年後の2020年9月11日には、「2週連続名探偵コナン祭り」と題し、本作が『金曜ロードSHOW!』で再度放送された。翌9月18日には『江戸川コナン失踪事件 〜史上最悪の2日間〜』も同枠で放送された。

黒ずくめの組織の研究室では、組織の科学者・シェリーがある薬 の研究を行なっていた。薬を投与したモルモットをモニタリングしていると、他のモルモットが全て死んでいるのに対して1匹だけ生き残っているモルモットを発見する。

工藤新一と毛利蘭は、米花水族館である事件を解決したあと帰路についていたが、新一が事件のトリックを考えている間に蘭の携帯電話を蘭のコートのフードに入れていたことを言い忘れて、蘭がフードを被ろうとした拍子に携帯電話が側溝に落ちてしまう。新一は謝るが、蘭が対価を要求して来たため、次の日曜日に携帯電話を買ったあと、蘭が空手の都大会で優勝したら今度オープンするトロピカルランドと言う遊園地に連れて行ってやる、と約束する。

一方その頃、あるバーでは黒の組織のウォッカが他のメンバーからとあるネガを受け取っていた。そこへジンが現れ「最近組織を嗅ぎ回っているネズミ（スパイ）がいるらしい」と言いながらXYZと呼ばれるカクテルを差し出すと、ウォッカとジンに挟まれた男は動揺しながら店を後にする。スパイであった男は自身の車に爆弾が仕掛けられていると勘繰り、恐る恐るキーを差し込み回すが、何事もなく一安心する。それでもシートベルトのバックルに仕掛けられているのでは、と思い恐る恐る差し込んで何事もなく更に一安心し、シフトレバーを動かすがその瞬間、車は男ごと爆破されてしまう。

約束の日曜日になり新一と蘭は携帯電話を買いに出掛ける。その途中、公園でサッカーをして遊ぶ子供たち にサッカーボールをリフティングしながら渡す。これを見ていた蘭は新一に、サッカーを続けていれば良かったのにと告げるが、新一は探偵として体力を付けるためにサッカーをやっていて、本当に目指しているのはシャーロック・ホームズのような探偵だと言い返す。そんな話をしていると、ひったくり犯を捕まえて欲しいと言う悲鳴が聞こえて来たので現場に駆け付けるが、そこには和田陽奈がいたので蘭は安心してその場を任せる。

そこに鈴木園子が現れ、鈴木邸に来ないかと2人を誘う。3人が鈴木邸に着くと、瀬羽尊徳とその夫人が来ており、3人は瀬羽夫妻と挨拶を交わす。その時、瀬羽の乗っていた電動車椅子が誤作動を起こし、壺の乗った台にぶつかりそうになるが、間一髪で蘭が助ける。その様子を見ていた新一は何かに気付いたような顔をするが、特に何もないと否定する。その後、蘭は鈴木財閥の作った道着を試着させてもらうが、都大会には指定の道着があるため着られないことを話す。

その週末の都大会当日、蘭は順調に勝ち進み決勝戦に臨む。決勝の相手はあの和田陽奈だった。2人は互角の戦いを繰り広げるが、新一が目暮警部に呼ばれて事件現場へ行くことを蘭に告げると、蘭は怒りのあまり力を増幅させ優勝してしまう。そして、この決勝戦より前の試合から、園子が親友を一生懸命応援している姿を京極真が見ていた。

事件が解決し、新一は蘭と約束通りトロピカルランドに行き、そこでまたも殺人事件が発生してしまうが、持ち前の推理力で見事に解決する。その帰りにコースターに乗っていたウォッカの姿を目撃し、蘭を置いてウォッカの後を追うが…。

• 原作・監修 - 青山剛昌
• 製作 - 小石川伸哉、久保雅一、竹崎忠
• 脚本 - 山本泰一郎、柏原寛司
• キャラクターデザイン・総作画監督 - 須藤昌朋
• 美術監督 - 吉原俊一郎
• 色彩設計 - 中尾総子
• 撮影監督 - 山本良三
• CG監督 - 植木麻央
• 音響監督 - 浦上靖之、浦上慶子
• 音響効果 - 横山正和、横山亜紀
• 音楽 - 大野克夫
• プロデューサー - 諏訪道彦、米倉功人、近藤秀峰、石山桂一
• 監督・絵コンテ・演出 - 山本泰一郎
• 企画 - 菊川雄士、浅井認、小島哲
• 原案協力 - 週刊少年サンデー編集部
• 絵コンテ - 寺岡巌、金井次朗、亀垣一
• 演出 - 濁川敦、菅井嘉浩
• 作画監督 - 岩井伸之、高橋成之、広中千恵美
• 作画監督補佐 - 小野可奈子、清水義治、佐々木恵子、吉見京子、岩佐裕子、高橋恒星、井元愛夕、大高美奈、本吉晃子
• 動画検査 - 奥本静香、谷口昌彦
• 色彩設計 - 中尾総子
• 色指定・仕上検査 - 中尾総子、清水美紀、大本真希、上村貴子、伊藤淳帆、山瀬仁美、藤田舞、黒目綾子
• 特殊効果 - 林好美
• 美術設定協力 - 青木隆
• 2D背景用3Dモデリング - 三戸康史
• タイトルCGアニメーション - 西山仁
• 音響制作デスク - 太田恵理子
• ミキサー - 田口信孝
• アシスタントミキサー - 鶴巻慶典
• 編集 - 岡田輝満
• 制作デスク - 原万里菜
• 文芸担当 - 小宅田貴恵
• 設定制作 - 下村弘樹、田村麻衣
• 制作進行 - 西田恒行、坪川淳史、楮畑真希
• 制作担当 - 藤堂真孝、岡田悠平
• 出版協力 - 伊藤澄
• アニメーションプロデューサー - 寺島清晃、三浦陽児
• アニメーション制作 - V1Studio（会社名ではなくトムスの制作スタジオの名称）
• 製作 - 小学館、読売テレビ、トムス・エンタテイメント