在解開頭發(fā)的假象之后警方開始全面調(diào)查旅館。柯南推理出了犯人的犯罪手法之后提示小五郎和山村刑警發(fā)現(xiàn)報紙里登載的相撲戰(zhàn)績的秘密。之后在眾人的設(shè)計中兇手露出馬腳被抓現(xiàn)行。而犯案的動機也是因為五年前搶劫案后劫匪之間的分在不均所引起的。雖然犯人一再的否認但遺留在燈上被壓在灰塵之下的指紋卻說明了一切，罪犯最終承認罪行。

茂木認為小五郎是兇手而開槍將他射傷，當前來“黃昏別館”的所有名偵探都命喪黃泉時，電腦上居然出現(xiàn)了一行關(guān)于寶藏的信息，一直躲在監(jiān)視器操控室的神秘幕后黑手終于按捺不住露出了真面目，沒想到這個人居然是……柯南引導她說出了整件事的真相，而這時，本應(yīng)死去的偵探們居然都出現(xiàn)在門口，可到底是怎么回事？這棟別墅的寶藏又是什么？

佐藤警官推理出小倉原本逃脫的計劃，柯南指認出進入廁所的關(guān)鍵的三人。在調(diào)查了三名嫌疑犯以及攜帶物品之后柯南解析出犯人的犯罪手法和遺留的證據(jù)。在“沉睡小五郎”的推理下指出了刀子方向的不自然方向套出了犯人的口誤。雖然兇手一再否認，但隨聲攜帶的報紙成為了逃不掉的鐵證。在罪犯逃跑的過程中被高木警官一罐子擊暈，案子最終成功告破。

當大家趕到神像處時，榮造早已氣絕身亡，聞訊趕來的警察也迅速介入調(diào)查，當前唯一可以確定的是，兇手就在當時搭乘纜車的人之中，柯南注意到了山下的工人休息室便趁大家不注意的時候跑去調(diào)查，卻在這里發(fā)現(xiàn)……有了這樣東西，一切謎題迎刃而解，他提出讓大家再次搭乘纜車以場景重演的建議，并麻醉小五郎說出了事情的真相。

為了救被綁架的詹姆斯，少年偵探團努力推理他留下的“P&A”的意思。步美把自己的偵探徽章留在了詹姆斯那里使眾人得到了詹姆斯的鎖在位置。他們還得到了佐藤警官等的幫助，向犯人發(fā)起追擊。而經(jīng)過推理，柯南領(lǐng)會到詹姆斯信息原來指的是自己被綁架到假冒的警車之中。而為了確保詹姆斯的安全，柯南眾人采取了非常的營救手段。