全代明白了，拿出這個鑰匙圈，「原來如此，沒想到我無意識間給你看這個鑰匙圈，竟然成了發現我作案的主要關鍵。」目暮大喜，「那照你這麼說的話，你是認罪了？」全代點頭，「你要帶我去警局或者監獄都隨你的便吧！」美菜哭了，「姐姐，你為什麼要殺賢二呢？就算你不喜歡他了，也沒必要殺死他啊！」全代嘆氣，「我們姐妹的喜好一向是最合的，也許就是因為太合的緣故吧！喜歡人也喜歡同一個……」
美菜從小就跟在姐姐全代後面，全代喜歡那個偶像美菜就跟著喜歡，姐妹二人的衣服或者皮包也都是一樣的，連餐具、家具也完全照著姐姐的喜好來。甚至連牙刷牙膏牙缸之類的小東西也都完全一樣。全代道，「沒錯，一開始的時候，我是很感動。因為你是我的妹妹啊！但是，我跟賢二分手後……」小蘭驚叫，「你跟賢二？難道你們曾經是男女朋友？」全代點頭，「是啊，我和賢二交往了5年，後來我看透了他的為人，就跟他分手了。但是我覺得他太卑鄙無恥了……」有一天，妹妹美菜帶著天真無邪的笑容，對姐姐全代說，「對不起哦，姐姐。沒想到這次又跟你喜歡上同一個人了。你們分手後，我已經向他表白了。」
之後，賢二就勾引上了單純的美菜，盡管全代一直反對阻撓，最後他們二人還是訂婚了，全代反而被逼到必須離開這個家的地步。因為賢二根本是浪蕩游民，借了很多高利貸，連房租都交不起，所以一直在打青島姐妹的主意。全代大叫道，「我實在沒有辦法了，我不想妹妹的一生都被他毀了，所以才想設計除掉他，除掉這個一直覬覦妹妹美貌和家產的惡魔。自從分手後，我無時無刻地希望他立即從我的生活里消失。」
高木問道，「全代小姐，你為什麼會跟賢二分手呢？是因為發現他在偷偷跟你妹妹交往嗎？」全代卻說不是，「有一次我們一起出游遇險，賢二毫不猶豫拋下我們姐妹逃亡，那個忘恩負義的男人，算是我瞎了眼才選了他當男朋友，所以那次之後我們就分手了，但是沒想到他會刻意地找上美菜。這樣的男人，我怎麼可能讓他禍害我的妹妹呢？我決不能讓他破壞我妹妹的幸福！」美菜哭道，「其實，一開始我拒絕了好多次，可是後來他拿那次的事情威脅我，我實在沒有辦法才答應跟他交往的。」
全代驚叫道，「你為什麼不早說？你不是說是你一直纏著他，才訂婚的嗎？」美菜道，「那是我求他的唯一條件，就是不要把姐姐牽扯進去。我不想姐姐一直替我擔心，那次的事情如果暴露，我們都會沒命的。姐姐的自尊心又很強，肯定不會接受他的威脅……」全代氣道，「你為什麼自作主張？你知不知道，這段時間我為了你們之間的事情操碎了心……你故意讓我搬出去，也是不希望我發現你是被迫跟他在一起的嗎？」美菜點頭，臉上都是淚水，「對不起，姐姐，我也沒想到最後會弄成這樣的，沒想到你決定殺死他……」
目暮忽然問道，「毛利老弟，你為什麼不認為他們姐妹是合謀殺死賢二的呢？她們的動機是很充分的，從剛才的推理上也是有可能的。」毛利道，「雖然我之前不知道美菜小姐的想法，但是我知道美菜小姐很重視自己的姐姐，她們沒有合謀這點也是可以肯定的。」小蘭點頭，「她們姐妹感情的確很好。可是爸爸，你為什麼如此肯定她們不是串通殺人的呢？」毛利回答，「是便利商店的店長。」
便利店的店長對高木警官提起了昨晚的事情，美菜小姐在付錢的時候，曾經將一瓶清潔劑刻意換成了另外一種，因為她在櫃台時才想到的，好避免姐姐把兩種清潔劑混合產生有毒的氣體，美菜這樣做是怕姐姐不小心受到傷害，絲毫不知道全代是想用這兩種清潔劑來謀殺賢二的。
大家都明白了，「原來如此。所以後來全代不得不用剃刀來殺死賢二。」美菜臉色蒼白地道，「怎麼會？這……不是真的，那人答應我，一切都會好起來的，不會有任何問題。」全代奇怪，「喂喂，美菜，你在說什麼？你今天到底去見了什麼人？美菜，你快點回答我，你到底瞞著我出去做什麼了？你今天的行動好奇怪啊！」美菜哭著搖頭，還在猶豫。
毛利問道，「美菜小姐，請你告訴我們真相吧！分手事件，威脅事件，你今天所見的人，都與這件事有關吧？」美菜臉色一變，「目暮警官，毛利先生，能不能請其他人先出去，那件事情要保密的。」大家覺得奇怪，目暮來了精神，揮手讓其他人出去，房間里只留下青島姐妹，毛利和躲在後面的柯南，目暮、高木、千鈞這幾個人，連小蘭都回避了。
美菜臉色蒼白，講起了往事，「有一次我們姐妹、賢二還有一些朋友一起出去到某處森林游玩……踫到了兩個亡命的殺人魔……後來一個戴著面具的人出現救了我們……我們姐妹逃了出去，賢二也僥幸沒死。那次的事件總共只有5個幸存者……秘密調查局接手了整個案件，對外宣布是我們旅游遭遇了意外，為首的山本局長警告我們要是泄露出去，我們都得永遠消失……」
目暮大叫起來，「又是山本那個家伙！我早該猜到是他弄出來的！」柯南大喜，用毛利的聲音大聲問道，「那兩個殺人魔是黑暗組織的超級殺手嗎？還知道什麼，快告訴我！」美菜和全代都說不知道詳細的情況，目暮問道，「毛利老弟，你說的是什麼組織？」柯南非常失望，將話題岔開。據美菜講，賢二也是拿這件事情威脅她的，嚷嚷著要是不合作，就將這件事情到時候大家同歸于盡。美菜開始拖著，後來被逼的沒有辦法，就去了秘密調查局的對外辦事處，希望能見到山本局長，請他幫助解決這個問題。可是山本神龍見首不見尾，這件事情就一直拖下來。在這期間，美菜只好自己想辦法與賢二虛以委蛇。今天清晨，秘密調查局那邊終于來了消息，讓美菜去指定的地方見面，所以美菜一大早就離開了。
但是美菜到了指定的地方後，沒見到山本，只見到了調查局的另外一個人。那人跟她交代了幾句，又問了她一些問題，大致弄清楚了事情的原委，就讓美菜先回去。美菜回到家里，才發現鑰匙不見了，「我以為是丟了鑰匙或者落在見面的地方。」千鈞插話道，「不是丟了，也不是你落在見面的地方了，而是被調查局的人順走了，只不過你沒有察覺罷了。」美菜這才明白，「原來是這樣。」在家門口，她再次接到電話後，匆忙離去，因為電話里說山本局長要見她。當時，全代就在家里向外看，見妹妹離去，才松了口氣，「然後我將密室布置好後，就馬上離去，去了演唱會附近的咖啡廳，遇到了毛利先生，再之後的事情，你們就都知道了。」
路上，美菜給家里電話留言，後來又接到姐姐的電話，美菜只好說自己不去演唱會了。美菜趕到另外的見面地點後，手機被調查局的人取走，又被蒙上眼楮帶到了另外的地方，路上走了很長時間，才見到山本一夫。山本隨便問了些問題後，就讓人送美菜離開，「事情都已經解決了，那個龜本賢二已經從你的生活里消失了。但是今天的事情，你務必保密。如果有泄露，你和你姐姐也會一起消失。」就這樣，美菜被稀里糊涂地送了出來，手機和鑰匙也還給了她。等美菜回到家里，看見警察們，才知道賢二已經死了。
毛利開口道，「一切都清楚了，目暮警官。真正殺死龜本賢二的是秘密調查局的人。他們只是利用了全代小姐布置的自殺密室而已。」目暮頭疼，「等一下，毛利老弟。你不是說全代小姐是凶手嗎？怎麼又變了？」毛利糾正道，「我一開始就說了，全代小姐是意圖謀殺賢二的凶手，而不是說她就是殺死賢二的凶手。」
幾人都糊涂了，小五郎推理，在美菜發現鑰匙丟失，又被調查局的人故意支開後，全代誤以為賢二一定會失血過多而死，驚慌失措下布置好密室，也立即離開了。但實際上，賢二手腕上的割傷並沒有那麼重，因為全代畢竟是女子，傷口割裂的都不深。而這時，某個專業級別的人用美菜的鑰匙打開了青島家的房門，在封閉的浴室里找到了昏迷的賢二。于是這個凶手補了一刀，徹底將賢二手腕的動脈割裂。然後，他馬上離開，將密室重新回復原樣，沒有留下任何痕跡。
毛利總結道，「就這樣，秘密調查局的人利用了全代小姐布置的密室陷阱，連全代小姐都以為是自己殺死了賢二。如果警方以自殺結案，再好不過，萬一查到全代小姐的身上，也跟秘密調查局無關。」千鈞也明白了，「對秘密調查局來說，神不知鬼不覺地讓人消失有的是辦法，而且絕不會給警察留下任何線索。但是，這個密室本來就是全代小姐布置的，反而留下一些不是痕跡的線索。」高木疑惑，「毛利先生，你們為什麼肯定是秘密調查局的人參與了這個案子？」
毛利道，「有兩個地方。第一，就是千鈞一直所說的賢二手腕的割痕。最後致命的那刀，非常干淨利索，絕不是巧合。就算是高木你這樣的資深警官，也很難做到那種程度，更不用說沒有絲毫經驗的全代小姐了。」千鈞補充，「第二，就是浴缸邊沿的血跡。並不是有什麼東西擋著，而是那位高手割破賢二動脈時，甩刀動作所飛出的整齊血跡。」毛利解釋，「之前，我故意說有東西擋在那里，或者有人在那里，是為了詐一詐全代小姐。除了這兩點以外，並沒有任何線索了，當然也沒有任何證據。」
千鈞道，「目暮警官，你最好親自去見一下山本一夫，把這件事情弄清楚，看看怎麼解決。」目暮警官頭疼，「那個屠夫向來不買我們警視廳的帳。這件事情如果處理不好，兩位青島小姐恐怕真的有危險……好啦，我知道怎麼做了。高木，今天的事情務必保密，任何人都不能告訴，包括佐藤，明白嗎？」高木點頭，目暮又叮囑千鈞、毛利一番，千鈞建議這件案子暫時列為懸案，等山本一夫有了回應再處理，目暮表示同意。
事後，目暮警官親自去見了山本一夫，果然，山本一夫推了個一干二淨，矢口否認派人進青島家滅口，更不肯透露上次森林雙熊事件的任何案情。不過，目暮還是跟山本達成了默契，山本不再追究青島美菜泄密的事情，目暮警官這邊以龜本賢二自殺結案，不追究秘密調查局的責任。雙方妥協反倒是讓青島全代逃過了牢獄之災。青島姐妹知道結果後，對目暮警官和千鈞、毛利等人感激涕零，再三表示道謝。毛利不明所以，「我不是早就說過是自殺嗎？」大家都以為小五郎故意裝糊涂，對毛利偵探的品德大為佩服，其實是千鈞沒有告訴毛利這次推理的過程。只有柯南非常不滿，在他看來，就算是秘密調查局也不能草菅人命，更重要的是他非常想知道森林之戰的詳細過程，可惜秘密調查局是不會透露的。
萬人演唱會上，在歌迷的歡呼聲中，小五郎捧著鮮花大喊著洋子的名字沖上舞台。毛利偵探將鮮花給遞給最美麗的洋子小姐，洋子小姐激動之下親吻了小五郎，「這樣不好吧，洋子小姐！在這麼多歌迷面前……多麼難為情啊！」當然只是小五郎在沙發上做夢。毛利偵探事務所，旁邊看他說夢話的柯南笑道，「不知道叔叔夢到了什麼？睡著了還笑得那麼高興！」小蘭也好笑不已，「一定是夢到去參加演唱會了。」毛利還在夢囈，夢中美麗的洋子正準備與他共效于飛，但是門突然打開了，妃英理閃亮登場，窗戶破裂，橘真夜飛跳進來……小五郎大駭之下驚叫出聲，一下子從夢中醒來，全身都被汗水打濕了……
千鈞沒有去參加演唱會，讓靜楊、直子、小雅、花井、梅琴、由美等人大為生氣，千鈞將責任全部推倒毛利小五郎頭上，「都是這個死神照命的家伙，我只是陪他們去接一個人，誰知道發生了命案，雖然是自殺案件……但你們知道，目暮警官那人很死板的，堅持讓我們做完筆錄才肯放人。高木、小蘭都可以作證的！」經過一番解釋，總算平息了大家的怒火，誰讓名偵探毛利小五郎的名頭那麼響亮呢。
事後，青島美菜如願以償轉到藤笠公司上班，正式成為公司的員工。梅琴對美菜非常滿意，又听千鈞說她的未婚夫自殺而死，梅琴還特意讓美菜多休息幾天，調整好心情再來工作。千鈞好笑，「她們姐妹巴不得那個混蛋賢二早點死呢，根本不會難過。」改變了案情，將悲劇變成喜劇，死了個人渣，千鈞的心情還是不錯的。密室浴室案件以自殺結案，名偵探毛利小五郎也沒有得到任何獎勵。柯南通過千鈞的在調查局的「暗線」證實了一件事情，就是森林雙熊之戰有另外一個組織的身影，跟黑暗組織沒有關系，也就不再糾結。對柯南而言，目前最重要的是找到黑暗組織的線索，其他秘密組織卻是顧不上了。