柯南从学校溜出来，跑到警视厅来进行所谓的侦探游戏，听完千钧的详细介绍，柯南开始分析，并树玉成跟近卫于林二人的话彼此吻合，无论从时间还是动机上都不大可能。真正有嫌疑的是川中任之，但他不会开车，这与武成太郎的证词不符。还有真正令他感到奇怪的是三宫隆飞，既然他平日跟大家的关系不是特别要好，为何会主动陪川中去外面喝酒直到晚上9点钟呢？
很快，川中顶不住毛利小五郎的恐吓威胁，说出了周六晚上的去向，原来他喝酒出来后不是闲逛，而是凑巧碰到了一个提供特殊服务的女子，后面事情就自然而然发生了，等完事后才回到宿舍。但他记不清女子的姓名和二人发生关系的处所了，只知道大概的区域范围。高木就跟千钧到附近查找那名女子，二人费了九牛二虎之力才找到那名美艳女子小樱，小樱坚持不承认自己跟川中做过那种事情。
这时又有人报案在案发现场附近发现了一件血衣，衣服就是日红公司的制服，登米鉴识也证实了上面的血与两名死者吻合，可以肯定是凶手行凶时所穿，但现场留下的纤维却跟这件血衣纤维不符。目暮警官等人都大为奇怪，周日那天他们明明仔细搜查过来，怎么可能遗漏这么明显的证物呢？而凶器的来源也查明了，的确是从一家刀具店出售的，但是店员记不清是谁买的了，只知道是个青年男子。
到这里柯南已经隐约知道了事情的真相，真正有问题的不是川中，而是三宫。他提出优先集中力量调查三宫的情况，但被毛利侦探否决了，小五郎坚持认为川中就是凶手。而这时候经过辨认，川中认出了这件血衣就是自己的制服，他说自己的制服已经丢了好几天了，有人在故意陷害他。毛利侦探哈哈大笑，认为自己的推理完全正确，川中任之就是凶手，这件血衣就是最直接的证据。柯南也认为川中所说不假，的确有人故意陷害，所有的事情都是三宫所设的圈套，那件血衣就是画蛇添足的证据。
这时，面对小樱的拼死抵赖，高木有些束手无策，千钧让高木警官到外面回避一