回到大廳，千鈞提議大家都擠在一起休息一夜，三船冷笑，「哼，我才不要和變態凶手待在一起呢！我要回自己房間休息！」小五郎急忙勸阻，「太危險了，不可以一個人留在房間里！」一枝也勸解，「沒錯，現在已經4點了，再有3個小時天就要亮了，肯定有人來接我們的……」三船依然自顧而去，「自己的命我自己會保護好。」六田也是這個意見，也回自己房間睡覺去了。五條阻攔失敗，小五郎惱怒，「真是的，大家都在一起不是更安全嘛。」千鈞冷笑，「好良言難勸該死的鬼，讓他們去吧！」不過，千鈞也肯定，三船跟六田應該不會是凶手。柯南問為什麼，千鈞低聲道，「天就要亮了，凶手再次作案的可能性不大，現在應該極力撇清自己才是。獨自回到房間會令人懷疑的，凶手肯定不會犯這樣的錯誤。所以凶手就在一枝和五條二人當中，絕不會有錯。」柯南搖頭，雖然有些道理，但太牽強了。
到5點鐘時，外面的雨越下越大了，一枝提議看一會電視。柯南坐在熟睡的小蘭身邊，千鈞從房間拿來薄被給小蘭蓋好，柯南依然在努力思索凶手襲擊小蘭的原因。千鈞讓柯南躺在小蘭身邊睡覺，長時間的疲勞會讓人精神不濟思考能力下降的。等7點鐘時，小五郎也呵欠連連了，熬夜的滋味不好受啊。一枝和五條想要去廁所，跟七尾詢問起來。柯南也被吵醒了，從小蘭懷里爬出來，小蘭還在呼呼大睡，柯南感嘆小蘭可真幸福。千鈞在旁邊椅子上假寐調息氣感，听到聲音也站起身來。
一枝、五條、七尾三人離去，電視里面女氣象員播報了天氣預報。柯南用濕毛巾擦完臉，「他們怎麼那麼慢，還沒回來？」千鈞隨口道，「三個人嘛，沒辦法了。」小五郎正要點煙，千鈞急忙阻止，「大叔，你要抽煙盡量到外面走廊去吧，小蘭還在睡覺，你在屋里抽煙對小蘭的身體……」小五郎皺眉向外走去，「還真是麻煩，為什麼我每次抽煙都要到外面？」柯南吐槽，「是啊，在家里時總隨意抽煙，從來不考慮我們的感受！」
等小五郎抽煙結束，剛回到房內，一枝、五條、七尾三人端著七尾剛剛煮好的熱咖啡一起進來。小五郎道謝，上前端起一杯思索，一枝隆上前推了小五郎一下，「放心好了，沒有安眠藥了！」結果咖啡全灑了出來，連柯南都遭了池魚之災，二人被燙得大叫起來，衣服也全是咖啡汁。千鈞大怒，一把抓住一枝，「喂，你存心的啊？」一枝拼命道歉，小五郎和柯南只好去浴室清洗一下，千鈞留下來看著小蘭。
在浴室，柯南和小五郎看到了一個人，頭栽在浴缸中，急忙上前查看，正是已經死去多時的四井麗花。柯南急忙通知了大家，小蘭也終于被吵醒了。大家都趕去浴室查看，小蘭去另外的洗手間洗漱，千鈞叮囑她小心一點，小蘭點頭，「放心好了，我的空手道不是白練的。」
小五郎做了尸體檢查，四井麗花的死亡情況基本確定，依然是窒息而亡，應該與二階堂的死因相同，小蘭也遭到也是同樣的攻擊。毛利偵探推斷是無固定目標的連續殺人事件，「你們看，凶手非常殘忍，全身的裙子甚至內衣都濕透了，證明當時麗花小姐拼命掙扎過，真可憐！」千鈞也仔細觀察，「大叔，有些不對勁，四井小姐的手腳有被捆綁的痕跡，嘴上也有膠帶印記。」小五郎也有些吃驚，「如此說來，麗花小姐死前曾經被囚禁過。」
大家都驚叫出聲，五條惱怒，「到底是誰這麼殘忍？」柯南詢問一枝和五條剛才上廁所時有沒有看到可疑人物，三人是輪流上廁所的，沒有看到可疑人物。但最後上廁所的一枝隆讓五條和七尾去泡咖啡，自己單獨在廁所里面。一枝隆急忙道，「我在廁所里面沒有听到什麼奇怪的聲音。」三船冷笑，「原來如此，那麼就是你把小姐殺死的吧，弄咖啡至少要5分鐘，足夠把囚禁的小姐帶到浴室溺死了。」一枝隆矢口否認，千鈞也對一枝隆大為懷疑，這家伙的舉動有幾次非常奇怪。
小五郎發話了，「凶手不是一枝先生，從尸體上看，麗花小姐已經死去1到2個小時了。案發時間應該是在5點到6點，他是剛才去廁所的，不可能是凶手。」毛利偵探站起身來，「也不可能是五條和七尾，因為那段時間大家都在客廳。那麼疑凶自然只能是獨自回到客房休息的三船和六田了。」
三船淡淡地說，「那就簡單了，凶手不是我，一定是六田！」六田大怒，「三船，你不要血口噴人，我見到你6點時離開了房間。」三船無奈，「我只是去二樓浴室洗臉罷了。」六田冷笑，「是嗎？二樓的浴室就在樓梯附近，絕對有可能去一樓的浴室那里行凶的。」三船嘆氣，「沒錯，我是沒辦法證明我的行動。你不是一樣嗎？沒人知道你4點到7點之間是否在房間里面。」小五郎認定行凶時間是5點到6點之間，有可能行凶的只能是三船和六條，「看來你們要詳細告訴我那段時間都在做什麼。」
柯南仔細地檢查尸體，千鈞覺得小五郎的推斷如同耍猴戲一般，完全不像個經驗老道的刑警，更別說名偵探了，「柯南，毛利大叔的推斷大有問題。咱們以前辦過那麼多案子，行凶時間不一定就是死亡時間啊，大叔太想當然了。凶手一定是那個一枝隆，他的舉動太反常了，好像刻意支開五條和七尾，又故意弄翻咖啡，讓你和大叔發現尸體。但我想不出來，他用了什麼手法把死亡時間錯開的，更沒有什麼證據。」
柯南也點頭，「叔叔推斷死亡時間沒有錯，依照常理行凶時間就是死亡時間，懷疑三船和六田也不算太離譜。你說的也很有道理，一枝隆的確很可疑。麗花的衣服怎麼濕成這個樣子呢？太離譜了吧！」千鈞露出笑容，「會不會凶手饑不擇食，在浴缸里面進行了少兒不宜的游戲？」柯南頭上都是黑線，「當然不是了，如果是那樣她的衣服還這麼完整嗎？而且她身上也沒有遭到侵犯的痕跡。」柯南驚奇發現麗花小姐的腿上還有膠帶印，讓他大感奇怪，有了繩子捆綁，還用膠帶，不是多此一舉嗎？
小五郎詳細詢問三船和六田，依然沒有什麼發現，二人的行動無人能證實。千鈞站起來，「還有一件事很邪門，麗花小姐當時被囚禁在哪里了？」五條也想起來，「是啊，太奇怪，我們都找過她，幾乎把別墅都找遍了。」小五郎也想起來，「我們2次找人，第一次是昨夜11點，第二次是凌晨零點之後。當時去浴室找人的是我和一枝，什麼也沒發現啊！」一枝也點頭，「那時浴缸這里是空的，而且當時小姐未死應該會叫吧？」
千鈞冷笑，「怎麼可能，你是豬啊，你沒看到麗花小姐被捆著，嘴也被封住了嗎？她怎麼可能叫出聲來？甚至有可能凶手給她吃了安眠藥讓她睡著了。」五條插話，「可我們的確仔細找過了啊！」一枝擦汗，避開千鈞的視線，「難道是在森林里嗎？」毛利偵探搖頭，「如果在屋外，還有更好的地方，就是在別墅外大家汽車的後備箱。」
小五郎推斷，「而當時有時間將小姐藏到後備箱再轉移到浴室的人，只有三船和六田先生。凶手一定是你們當中的一個，而且是無固定目標連環殺人事件的變t凶手！」千鈞無語了，大叔繞了一個大圈又回到了原點，他現在有點理解目暮警官對小五郎的評價了。柯南搖頭，開始陷入沉思，無固定目標嗎？理由是小蘭被襲擊嗎？為什麼凶手要先禁錮麗花小姐再殺害呢？為什麼尸體現在才出現？而且她真的是在浴室被殺的嗎？如果她真的被禁錮在後備箱，為什麼不在外面噴泉池殺死她而要把她帶到浴室里來呢？
柯南無意中擰到了噴水裝置，花灑噴頭噴出了大量的水，柯南急忙手忙腳亂將其關上，小五郎大聲責罵。柯南發現自己的全身都被水噴濕了，突然一下子明白過來。柯南的眼楮露出亮光，所有的謎底都解開了，真相只有一個，千鈞的推斷是正確的，可是證據怎麼辦？柯南突然滑了一跤，小五郎將柯南提起來，「你怎麼總在這里搗亂，你又想弄濕啊？」說著將柯南扔給千鈞，柯南笑了，「濕」，原來證據在這里。大家一起向外走去，小五郎也擔心小蘭，現在應該有車來接大家了。
柯南給千鈞打了手勢，喊住大家，然後麻醉了小五郎，開始上演沉睡小五郎的推理秀。六田詢問把大家叫住干什麼，小五郎大笑，「我想到怎麼找到凶手的方法了。」大家都非常驚訝，小五郎讓大家把外衣都月兌下來就一目了然了，三船皺眉，「到底搞什麼鬼？」一枝勸解，「算了，我們就按照偵探先生說的做吧，只要找到凶手就好。」大家將外衣月兌下，三船催促，「好啦，快查吧，不是說查外衣就知道了嗎？」
柯南仔細觀看了四人的襯衫，小五郎發話，「果然是你啊，在這個別墅制造兩件案件的凶手！」五人都驚叫起來，小五郎繼續，「沒錯，一開始在噴池溺死二階堂優次，接下來打算溺死小蘭，最後以同樣的手法在浴室將麗花小姐殺害。喪盡天良的凶手就是你這個混蛋，一枝隆先生！」大家都嚇了一跳，三船說道，「一枝，想不到真的是你……」一枝裝傻，「別開玩笑了，偵探先生，你看我像殺人魔嗎？」千鈞冷笑將其拽出來，「你裝什麼傻，我一開始就覺得你的行動非常奇怪，凶手果然是你。」一枝拼命抵賴，千鈞大怒，想要扁他，小五郎開口阻止，並進行了詳細推理。
早在第一件案子二階堂被殺之前，麗花小姐行蹤不明，大家一起到樹林里去找她，那個時候和二階堂在一起的人就是六田跟一枝，但是他們走進樹林里沒多久就分散開來找人了。一枝隆在離開他們之後就跟在二階堂的後面，把他約到噴水池那里，于是一枝就在二階堂到噴水池後從後面偷襲攻擊把他給溺死了。
凶手利用了空調和微波爐在12點半時同時啟動，造成了跳閘，從而切斷了電源。當時柯南听到的怪聲就是微波爐啟動的聲音，來電後柯南發現微波爐還是熱的，所有空調遙控的時間都指向12點半。一枝隆在黑暗中打碎了玻璃，讓大家以為有外人入侵而凶手逃到了外面。大家都出去追尋，一枝隆偷偷返回，攻擊了熟睡的小蘭，當時小蘭湊巧喝下被一枝隆放有安眠藥的咖啡，這是個隨機事件。凶手是想讓大家認為凶手殺人都是將被害人的頭按在水里溺死的，同時造成無差別殺人的假象。
還有就是殺害麗花小姐的手法，把從樓上換衣服下來的麗花小姐迷暈後搬到浴室，先用膠布把麗花小姐固定在浴缸里，動手行凶時用蓮噴頭放水，水量是可以調節的，也能精確計算好時間，而且不會發出聲音，這樣等時間一到麗花小姐就會自然而然被溺死了。在夜晚一枝隆和毛利偵探搜查浴室時，一枝親自檢查浴缸，告訴毛利偵探什麼都沒有，將大家都騙了過去。而麗花小姐死亡的時間5點到6點鐘，一枝隆卻一直和大家待在客廳，這樣就有了充分的不在場證明。等7點時候假裝上廁所，將死去的麗花小姐從浴缸里面拉出來，布置成按頭入水溺死的假象。
「凶手的手法非常殘忍，隨著水的緩慢上漲，讓麗花小姐一點點的溺死，那種眼睜睜看著自己被一點點走向黃泉路的恐懼是我們都無法想象的。總之，能完成這項復雜的殺人計劃的人，除了一枝隆先生再沒有別人。」一枝隆繼續垂死掙扎，「哈哈……如果真是這樣的話，我才是感到最奇怪的人。好吧，就算是我好了，可是你們誰看見我犯案了？沒有證據的話怎麼能斷言凶手就是我呢？」
小五郎冷笑，「這正是我讓你們月兌下外套的原因，我想看的不是外套，而是你白襯衫上的臂肘處的水漬！」一枝拼命擦汗，繼續抵賴，「那三船和五條襯衫上也有水漬……」「不錯，五條先生的水漬在袖口，是上廁所後洗手弄濕。三船先生的水漬在領口，是洗臉弄濕的，這也證明了三船先生說去洗臉並沒有撒謊。而你的水漬是怎麼弄的呢？除非是你月兌下外套，否則絕不會弄到手肘處！」
千鈞也明白過來，「原來如此，一枝隆月兌下外套，挽起袖子，從浴缸中把全身濕透的麗花小姐拉出來造成按頭溺死的假象，結果水漬就沾到了臂肘之處。一枝隆，你到現在還想抵賴，這次可是鐵證如山，除了你沒有別人了！」三船點頭，「凶手的確是一枝了，可是他的動機是什麼呢？」小五郎嘆氣，「這次的事件全部是溺死，恐怕和2年前遇難的八重子有關吧！」一枝隆沉重地回答，「我認輸了，毛利偵探。」2年前，遭遇暴風雨的二階堂優次、四井麗花因奪取八重子的救生衣而獲救，好心救人的八重子卻最終溺水死亡。一枝隆一直深愛著八重子，他很快查明了事情的真相，精心策劃了這次復仇行動。
一枝隆冷笑，「殺害我最珍視的八重子的人當然只有死路一條，不管是二階堂優次還是四井麗花！「七尾米厲聲道，「你在說什麼傻話啊，這世上沒有人是該死的！只要有人失去性命就一定有人傷心，只要抱著這種想法……」千鈞大笑，「我們所有的人都可以指責一枝隆先生的殺人罪行，七尾老太，只有你不可以，無論如何是他替你的孫女報了血海深仇。你說這些話為未免太虛偽了吧，這個世界上沒有人該死的話，還要法律做什麼呢？」柯南也說，「不錯，我們應該通過法律來公正地解決這些事情，而不是私下尋仇報復。」七尾米抱住四井麗花的尸身說不出話來，不知道是愛是恨。
一枝隆有些疑惑，「我還有一件事情不明白，為了確保萬無一失，我明明在2只咖啡杯里面下了安眠藥，那個藥量足夠讓人昏睡一整夜，為什麼只有那位小姐一人昏睡呢？」千鈞終于明白過來，「原來如此，那杯咖啡是我喝了，我還奇怪剛開始竟然有些發困。你這個混賬的家伙，你想要報仇也就算了，居然還故意制造煙霧，意圖殺害無辜的小蘭，你又是什麼好東西了！」一枝隆被千鈞推倒跌坐在地上，半晌無言。
毛利小五郎醒過來後，三船拓也與五條修因之前質疑大叔的偵探能力而鄭重向小五郎道歉，六田將司自得大笑，「我早就說過，平時糊涂不過是名偵探的偽裝戰略罷了！」柯南暗道他本來就很糊涂，小五郎有些莫名其妙，千鈞急忙將破案過程簡單地告訴大叔。等四井社長的司機老唐趕到後，很快就報警，通知了東京警視廳。這次帶隊前來自然還是佐藤警官和高木警官，給大家做完筆錄後，警方將一枝隆押回警局。
第二天，小蘭帶著柯南在路上見到鈴木園子，小蘭提到被襲擊時感覺好像新一出現救了自己，柯南想到千鈞讓自己給小蘭做人工呼吸，暗暗叫苦。園子疑惑，「我听姐姐說新一沒有去啊！」小蘭點頭，「嗯，千鈞告訴我是柯南救了我。」柯南大驚，要是被小蘭發現自己跟她接吻後果不堪設想，急忙窮解釋一定是誤會。小蘭卻笑著說，「怎麼可能會是那個推理狂呢！」園子贊成，「那個大笨蛋心思沒那麼細密！」小蘭也道，「不錯，新一根本沒那麼伶俐啊！」柯南苦笑，「喂喂，你們說得也太過分了，應該都閃一邊去！」
尾聲，一枝隆因殺害二階堂優次、四井麗花，謀殺小蘭未遂，被法庭判處15年徒刑。毛利小五郎破獲企業家千金連環殺人事件，警視廳給以a級獎勵。毛利偵探的聲望再次大漲，報紙上電視上都是一片贊譽聲，小五郎自然是洋洋自得。由于這次事件中，小五郎租的車與千鈞的汽車都被爆胎破壞，四井社長為了感謝毛利偵探查明真相，賠償了這2輛汽車。
千鈞暗自慶幸，還好自己從來都是開日本本土生產的廉價車，報廢也沒什麼太大損失，像三船、五條、六田他們開的都是好車，這下可有得心疼了。千鈞暗自月復誹，毛利小五郎寧肯租車也不買車，應該是知道自己走到那里都會出事而汽車更是朝不保夕，在這點上，小五郎一點都不糊涂，非常會精打細算！