為找尋更多的線索，服部向胴口詢問起袴田與垂見之間的恩怨，不想他卻避而不答反而找來袴田教訓服部，之后他又遇到了當時在二館外的學生，據目擊人說所，案發時他們曾看到一個頭戴面具，身背護具袋的人進出這里，聽到這些證詞之后，服部終于知道了兇手是誰以及他所使用的手法，而此時，柯南等人也趕到了比賽會場，聽了警察對案情的描述之后，柯南急忙趕往服部所在的二館倉庫，卻發現服部早已將兇手制服。

小五郎等人為了品嘗當地出產的優良啤酒，便來到了有森旅館。在那里碰到了前來視察娛樂場所企業家城完英彥跟他的妻子演員備前千鶴。但夫妻的氣氛卻有些意外的尷尬。備前千鶴對飯店里的料理百般挑剔，態度非常惡劣。次日小蘭和柯南眾人去郊外燒烤。夜間，眾人回到旅館之后丈夫英彥發現千鶴一直鎖在房間里不出來，進去之后發現千鶴竟已經死亡！

柯南一開始就知道兇手是誰，但他卻苦于找不到證據，然而當他無意間看到勒在素夫脖子上的領帶，沒錯，證據就是這個！另一邊，目暮警官發現素夫死前所買保險的受益人是菊代，而且在素夫消失的這段時間她也曾來過倉庫以及根據美濃所提供的證詞，這一切線索不得不讓警方懷疑殺死素夫的兇手就是菊代，而菊代也是百口莫辯。這時，柯南將園子麻醉，借助變聲器將事情的真相一一道出！

在解開頭發的假象之后警方開始全面調查旅館。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現報紙里登載的相撲戰績的秘密。之后在眾人的設計中兇手露出馬腳被抓現行。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。

在收集線索時，柯南并沒有像以前一樣提出很多的質疑，反而竭盡全力的反駁服部的推測，之后他們在某個房間里發現了本不該出現在這里的拖把，有了這樣東西，兇手的犯案手法就完全被破解了，但柯南仍然不甘心自己的這種猜測，于是他想要找到能推翻自己想法的證據，然而，事與愿違，越是深究事情就越是向自己不愿承認的方向發展，面對如此不可置信的真相，柯南又該作何選擇？