曉月發問，「大叔，第三個人是誰？還有自殺的破綻也太多了吧，柯南也說過腳下沒有踏腳物。」小五郎繼續推理，柯南也忙乎了一頭汗，「曉月丫頭，你先別著急，听我說完。這第三個人就是那位神秘委托人，他驚異發現平田從隔壁出來進入到鋼琴室，由于好奇，他就進入隔壁現場，發現了西本健死在那里。當他看見樂譜留言時他就猜到了是平田殺死了西本，為了不讓警方認為西本是死于自殺，他先把踏腳的椅子挪開了，隨後又打開了錄音機的播放鍵，希望盡快引起警方注意。」
千尋好奇，「那神秘委托人為什麼要去鋼琴室呢？」「如果我推理沒錯的話，他也知道警方可能將鋼琴帶走，他想過緬懷一下麻生先生，因為這是麻生圭二在這個世上留給神秘委托人最後的東西了。」大家都明白了，黑岩令子詢問，「那我丈夫是怎麼回事？」「就在委托人忙著破壞自殺現場時，第四個人村澤周一僅僅慢了一拍就到了鋼琴室，他不僅僅是音樂愛好者，還是這架名貴鋼琴的調音師，這些年來一直是他偷偷地保管著麻生先生的遺物，令子小姐，村澤先生是麻生先生的崇拜者吧？」令子一愣，「哦，是啊，這件事知道的人可不多，毛利先生你竟然也知道了。」
「村澤也想在鋼琴被運走之前做最後一次保養和調音，誰知道剛剛進門就被躲在門後的平田從背後襲擊，暈了過去。平田恐怕也沒有想到村澤會突然出現，害得他再次失去取出毒品的機會。」這次大家都不在發問，等在毛利小五郎的精彩推理。「那位委托人听到了隔壁鋼琴室的動靜，顧不得暴露身份急忙過去查看，剛好看見平田準備殺死村澤先生滅口，情急之下他也只好匆促出手，從背後用臨時找來的物品將平田打倒在地，這時候千鈞和柯南兩個人想要過去再看看第一現場也到了門外，接下來的事情大家就都知道了，委托人無奈之下只好打破窗戶逃走了。」
「平田先生，我說的有什麼不對的嗎？」平田用驚恐的眼光看著沉睡的小五郎，「怎麼可能，難道你也一直在哪里嗎？為什麼？為什麼我沒有看到你？」這下大家都對毛利偵探的推理再無懷疑。平田咬著牙問，「毛利先生，你為什麼認為殺死西本健的一定是我，而不是其他二人？」「道理很簡單，就是隔壁現場被移動的那個椅子。」所有人都莫名其妙，這是什麼邏輯，看大家糊涂，小五郎咳嗽一聲，「柯南，把那句名言告訴大家吧。」柯南從後面蹦出來，「我知道福爾摩斯大人說過一句這樣的話，排除絕對不可能的，剩下的再不可能也是真相。」說完這句話，柯南就跑了回去。
小五郎繼續推理，「首先我可以肯定西本健不是自殺，我想這一點大家都沒有疑問。第二，村澤周一與西本健先生根本沒有任何交集，他也沒有任何理由和必要殺死西本先生，即便是想阻止西本先生破壞鋼琴，他也大可大聲呼救驚動附近的警察前來阻止。那麼最大的嫌疑還有那位神秘委托人了。」平田不服氣，「不錯，你為什麼不認為是那位委托人，一定是我呢？」毛利偵探嘆氣，「平田先生，假如是神秘委托人殺死西本健，你會有那麼好心移動椅子，提醒警方西本不是死于自殺嗎？你恐怕會更關心你的毒品吧。」
平田有些發呆，「沒錯，我是不會關心西本的死活，但村澤先生難道不行嗎？」「村澤先生當然比你關心，可是如果是他發現西本被吊死在隔壁房間，他應該會馬上大聲呼喊警方上來調查，甚至去查看西本是否已死，而絕不會去移動什麼椅子，因為他沒必要隱瞞自己曾經到過公民館的鋼琴室啊。」平田徹底無語了，這樣看來能夠去殺死西本的還真的只有是自己才合情合理。「哎，我也是通過這個線索思考，再加上其他的佐證才推理出你們四人先後抵達的順序。」所有人這下子都佩服的不得了，這位名偵探果然名不虛傳。
「等一下，毛利老弟，那位神秘委托人到底是誰？」目暮警官和大家都只剩下最後的疑問了。小五郎大聲說道︰「他是一個我們大家永遠不會懷疑到的人，從頭到尾都把大家騙得暈頭轉向，也是他故弄玄虛把我的偵破方向一次次導向迷霧中。請大家仔細回想一下，為什麼黑岩先生的血留下的暗號會在不到10分鐘的時間里面就徹底干枯？目暮警官，我們都知道人類的血液在15分鐘到30分鐘之後才會發生干枯現象，還有那個空白的錄音帶，也是一個人在偽造死亡的推斷時間，因為只有在10分鐘之內他才能找到不在場證明。」目暮警官大驚失色，他的眼楮都睜大了，不可能是她啊。幾個女孩也都驚駭起來，不會吧，那個神秘的委托人，不可能啊。
「沒有錯啊，淺井成實小姐，那名神秘的委托人就是你吧，所有的一切最開始都是你精心策劃好的吧。小雅和直子這兩個丫頭曾經告訴過千鈞，當時你在第二命案發生之前的10分鐘的時間跟她們在一起，在這之前還有一個時間間斷，大約3分鐘的時間卻沒有見到你。還有，作為一名醫生，你怎麼可能會犯下這麼幼稚的錯誤呢？」小蘭突然生氣了，「爸爸，你不要胡說了，你也說過西本先生是在上廁所時被人塞進紙條，成實小姐可是女士，如果她去男廁所豈不被人懷疑嗎？還有她一個弱女子，就算有計劃，能那麼順利殺死三個身體強壯窮凶極惡的男人嗎？」
小五郎忽然嘆氣，「的確，一個普通的女子想要殺死三個充滿警惕又並不熟悉的男人確實不容易，但如果是強有力的男子的話事情的成功率就大大增加了。而且就算是女士也可以改裝後到男廁所去啊，不過也許會有人覺得有些不對，但絕不會是西本健這樣粗枝大葉的人。哎，如果淺井成實小姐根本就不是女人，廁所的事情就更不會引人懷疑了，難道不是這樣嗎？淺井成實小姐，不，我還是叫你麻生成實先生更為合適。」
所有人都大驚失色，小五郎叫道，「山本巡查，麻煩你將麻生先生的當年留下的樂譜交給目暮警官。」目暮警官接過來後，根據柯南的推理暗號，揭開謎底，「留給我最疼愛的兒子成實。」山本巡查也回憶起來，「的確，據說麻生先生有個小兒子在外面養病，難道就是？」成實笑著依然用女性般柔和的聲音回答，「沒錯就是我，毛利先生，我可是服了你了，我從小就被當做女孩養大，自我大學畢業後你還是第一個看出我男性身份的人。」
所有人都有徹底當機，幾個女孩全都一陣驚叫，她們怎麼也想不到這兩天來敬愛有加的成實姐姐，漂亮美麗，可愛溫柔，向往自然，竟然是位不折不扣的偉男子。千鈞差點吐出來，覺得自己好冤枉，他以前一直听說過日本有偽娘的傳說，他一直認為是夸大其詞，怎麼可能會有男人扮成女人不被一眼看穿的，「我k，這個成實小姐，不不，成實大哥，你怎麼比女人還女人啊，老天爺真是沒有天理了。」
柯南在旁邊看著千鈞尷尬的樣子忍不住哈哈大笑起來，千鈞惱怒蹂躪他的頭發，「混蛋，你怎麼不早點告訴我，虧了我還對他大獻殷勤，差點就一親芳澤了，哦嘔……」柯南笑得更開心，他很久沒有這麼整過千鈞了，尤其是變小後一直被千鈞嘲笑。
成實笑著說︰「對不起大家了，其實我也不是想隱瞞大家的，不過為了隱瞞身份不得已一直采用女兒裝出現。千鈞，這次我能夠順利從血腥的報仇殺戮中解月兌出來，多虧你的幫助啊。」大家都回憶起了千鈞那天在鋼琴室的秘密之論，只有死人才會永久保守秘密。目暮警官不明所以，成實笑著把他們那天關于歷史的討論和千鈞的秘密之言都告訴目暮了，目暮捂著頭哀嘆，千鈞這個混蛋到底干了什麼破事啊，這些人居然因互相猜疑而大開殺戒。
柯南低聲說︰「千鈞，原來成實用‘本能寺’的紙條挑撥西本健的計策是從你那里想出來的啊，你可真行啊，這個借刀殺人的計劃滴水不漏，就算法官也不能說成實是挑唆殺人。」千鈞也無語了，他根據模糊記憶知道事情與麻生圭二當年的玩伴有關，的確有故意用秘密恐怖言論嚇唬那幾個人的意思，但真的沒想到事情會變成這樣，至于那個紙條完全是成實自由發揮的結果，根據曹操抹書間韓遂和織田信長的故事自己設計出來的。
原來成實一直對父親的死感到懷疑，醫大畢業後，以醫師身份回到月影島調查。兩年前，當時的村長龜山勇得知成實的真實身份後，出于恐懼，交代了琴譜暗號，毒品走私的信息，以及與川島、黑岩、西本一同犯下的殺害麻生家的罪行，隨後死于心髒麻痹。成實彈奏了「月光」作為安魂曲，從那時他便萌發了復仇的殺意。淺井這個姓氏是他的養父母的，由于他從小身體就不好，怕他養不大，麻生夫婦和他的養父母都一直把他當做女孩子來教育培養，才有了今天絕美溫柔的淺井成實醫生。
成實笑著提出自己的疑慮，「毛利先生，為什麼你不認為是我殺死的川島和黑岩呢？」「是時間啊，你的時間不夠。川島先生死的時候你的確有一會兒沒有不在場證明。我仔細查看了那天參加法事的所有人的口供，一個漂亮女性走在哪里都會特別引人注意的，你真正離開大家視線的最長時間也只有不到5分鐘。在5分鐘之內你想將人溺死後拖拽到命案現場在進行布置是根本來不及的。而黑川先生有大約超過20分鐘的時間沒有不在場證明。在加上海灘留下的纏斗痕跡等線索基本上就可以斷定了，只是你留下樂譜的行為徹底把我搞糊涂，我也是後來才推理出這是兩個人分別的自發行動。」
「黑岩先生死的時候是同樣道理，黑岩先生被殺的前後，你離開小雅和直子的時間只有短短的3分鐘，你也只有用未干的血跡留下暗號的時間而已，並隨手打開了錄音機的放音鍵。然後你就離開，讓她們幾個女孩給你做不在場證明。其實你到達死亡現場的時，距黑岩先生之死應該已經超過15分鐘了。等又過了10分鐘後，月光奏響，我們大家才發現黑岩先生已死，這時候血液都已經干枯了。」成實忍不住贊嘆，「毛利先生，你真是太厲害，居然連這個時間差的過程都想到了。」毛利偵探冷笑，「你那個10分鐘死亡的推斷太可笑了，我也是從那時才開始懷疑你的。」
成實笑著從柯南和千鈞身邊走過時，低聲說︰「謝謝你啊，小偵探。也謝謝你啊，千鈞，平成年代的華森，不過我還是喜歡你叫我成實小姐，或者成實姐姐我也不介意。」千鈞苦笑著原來他早就知道了自己那個稱號，那天的信息是他故意透漏給自己知道的。成實過去低聲跟幾個女孩交談，幾個女孩很快恢復過來，一會兒就照樣都喊他成實姐姐，他臉上露出迷人的微笑，仿佛女神展開容顏一般。很多人看得都是一頭汗，清水正人也是哭笑不得，他也在偷偷打著成實小姐的主意，還好沒鬧出笑話。
這時候，毛利小五郎從夢中醒來，大家都全力鼓掌祝賀毛利偵探成功破壞了這起如此錯綜復雜又如同迷霧一般糾纏了整整12年的恩怨情仇大案。小五郎有點恍惚，千鈞急忙過去低聲把結果簡單告訴他，還大聲稱贊，「大叔，你簡直太棒了，就算是新一在這里也只有給你提鞋的份，這可是真正的名推理，不愧是沉睡的小五郎，不朽的名偵探！」
柯南在邊上一臉黑線，千鈞這家伙在故意報復自己啊。小五郎听完後非常興奮，哈哈大笑，笑得舌頭都吐出來了，「這種案子我三下五除二就解決了，新一那個臭p小子根本不夠看，以後平成年代就是小五郎的天下啦。」目暮警官好笑，這個家伙老毛病發作，又開始自吹自擂，不過這次還多虧了這家伙，過去大力拍著小五郎的肩頭，「毛利老弟，太好了，案件終于解決了，真是太感謝了，以後還要拜托了。」
清水正人非常感激毛利偵探，是他給自己洗清了嫌疑，不然的話他多半要蹲在警局了，選舉村長也肯定要泡湯。因此清水非常熱情地邀請小五郎過去合影留念，然後請小五郎去喝酒慶祝，還說這是月影島重大的歷史時刻。山本巡查也不計較小五郎之前的言語沖突，請他到自己那里喝茶，並且照相留念，說是要留給自己的孫子。現在島上的居民通過播音都知道了小五郎的完美推理，對他佩服的不得了，紛紛邀請大叔過去做客，願意免費招待食宿美酒，這次沒有人再說什麼飛行員了，全改成了偉大的名偵探。
大叔自然樂不思蜀，小蘭尷尬萬分，覺得丟人死了，在第二天一大早，就強行把宿醉的大叔弄醒，跟著千鈞他們一起坐船趕往東京。小五郎睡眼朦朧地不停抱怨，還有好多家願意招待自己，甚至有人暗示有提供特殊服務的女性，這下子全被小蘭攪黃了。
成實醫生也因為這件案子辭去了月影島的工作，跟千鈞他們一起回東京，剛巧藤野先生的家庭醫生因為家里有事情辭去工作回家鄉去了，還留下藤野先生資助他開的康閃診所。千鈞就代表藤野先生正式聘請淺井成實擔任康閃診所的主治醫生，並且成為藤野樹人的家庭醫生，成實理順飄飛的頭發，重新扎好馬尾辯，笑著答應了千鈞的邀請。曉月也笑著說以後看病就方便多了，成實的醫術和細心體貼她們都已經感受到了。
尾聲，村澤周一傷愈後正式擔任了月影島的鋼琴師，成為繼麻生圭二後又一位著名音樂家。清水正人被大家一致推舉為村長，毛利小五郎被大家尊為月影島最受歡迎的名偵探，清水村長還專門請人做了小五郎沉睡推理的雕塑放在公民館以示紀念，以後來這里旅游的人都會先到這里瞻仰小五郎的雕像。而平田和明因長期販毒、謀殺西本健、重傷村澤周一被法庭判處15年徒刑，龜山、川島、黑岩、西本四人先後死亡，就不在追究罪行。
至于，淺井成實在這個重視證據以及完美犯罪和推理的世界，自然是什麼事情都沒有，不過目暮警官還是以警方的身份，因他故意隱瞞實情、扭曲尸體的死亡時間、干擾調查等名目給以嚴重警告，他那些打算謀殺的行動最後只是鏡花水月，目暮警官抱著同情心，全都裝作不知道。考慮到成實的**，目暮警官在對媒體公布案件結果時只提到了成實是邀請毛利偵探前往月影島調查父親死因的，對其他事情都給以了保密。毛利小五郎因協助警方破壞月光奏鳴曲連環殺人案，被警視廳授予a級獎勵，從此名聲大振。