向她索要巨额的‘保密费’，我劝过他好几次，他都不听。”
三人互相指责，每个人都有杀人动机，案情陷入了僵局。
柯南和夜一没有参与讨论，而是继续在现场寻找线索。夜一在男汤的更衣室里发现了一个空瓶子，瓶身上没有标签，闻起来有淡淡的消毒水味。“这不是旅馆提供的洗浴用品。”夜一把瓶子交给警察，“里面的液体可能有问题。”
柯南则跑到湖边，借着月光仔细观察着湖面。湖面上漂浮着几根火柴棒，散落在靠近温泉区的岸边。“奇怪，这里怎么会有火柴棒？”柯南弯腰捡起一根，发现上面有烧焦的痕迹，“而且旅馆的工作人员说没有发现任何人在湖边生火。”
夜一走过来，看着那些火柴棒，若有所思：“这些火柴棒的排列很奇怪，不像是随意丢弃的，倒像是在标记什么位置。”他指着水面上的一个漂浮物，“那是什么？”
柯南顺着他指的方向看去，发现是一个小小的塑料包，里面装着一些白色的粉末。“看起来像是某种化学试剂。”柯南皱着眉，“难道和那个空瓶子里的液体有关？”
就在这时，法医传来了新的消息：“死者的指甲缝里发现了一些纤维，是黑色的西装面料，而且死者的左手无名指上有一圈淡淡的勒痕，像是被人强行取下戒指时留下的。”
柯南和夜一对视一眼，同时想到了一个人——丹泽纯作今天穿的就是黑色西装。
两人立刻找到丹泽纯作，装作不经意地观察他的手。果然，丹泽纯作的左手无名指上戴着一枚银戒指，戒面内侧刻着个小小的“严”字，而且戒指的表面有些发黑。
“丹泽先生，这枚戒指很别致啊。”柯南故作好奇地问，“上面刻的是什么字？”
丹泽纯作下意识地把手往后缩了缩，眼神有些慌乱：“没什么，只是一个普通的戒指。”
夜一注意到他的手指在微微发抖，而且戒指发黑的地方和铁山严治尸体上的伤口位置很相似。“这戒指看起来像是银的，”夜一故意说道，“银在温泉里泡久了会变黑，因为温泉里含有硫元素，会和银发生化学反应。”
丹泽纯作的脸色瞬间变得惨白。
柯南和夜一把发现告诉了目暮警官，目暮警官立刻让人把丹泽纯作带过来问话。
在证据面前，丹泽纯作一开始还想狡辩，但当警察把那枚发黑的戒指和铁山严治的照片放在一起时，他终于崩溃了，承认了自己的罪行。
原来，丹泽纯作一直暗恋名取深汐，看到铁山严治不断骚扰她，还威胁要毁了她的事业，便起了杀心。他知道铁山严治有凌晨泡温泉的习惯，便提前准备好了铁棍，并用空瓶子装了消毒水，打算事后清洗血迹。
凌晨两点半左右，丹泽纯作穿上铁山严治的浴衣（他之前偷偷配了一把铁山房间的钥匙），戴上帽子和口罩，假装成铁山严治的样子进入女汤（因为他知道铁山严治有时会为了安静去女汤那边，反正凌晨人少），把正在男汤泡温泉的铁山严治叫了过去。
铁山严治以为是有人恶作剧，骂骂咧咧地跟着来到女汤，刚想问是谁，就被丹泽纯作用铁棍击中了后脑勺。丹泽纯作怕他没死透，又补了几下，然后把他的尸体扔进温泉里，用消毒水清洗了现场的血迹，把凶器藏在岩石下。
他本来想把铁山严治的戒指也一起扔掉，但因为太慌张，不小心戴在了自己手上，事后又忘了取下来。湖面上的火柴棒是他做的标记，用来记住自己藏凶器的位置，没想到会被柯南和夜一发现。
案件终于真相大白，丹泽纯作被警察带走了。寺堂云平和名取深汐站在湖边，看着被带走的丹泽纯作，表情复杂。
第二天早上，箱根的天空放晴了，阳光洒在湖面上，波光粼粼。少年侦探团坐在旅馆的餐厅里，心情有些沉重。
“没想到会发生这样的事。”步美小声说，手里的勺子在碗里打转。
“是啊，真让人难过。”光彦叹了口气。
