儿岛千寻见事情被拆穿，只好承认是自己伪装成母亲的，帮母亲脸上涂上面膜的人也是她，“但我来的时候妈妈已经死了。我虽然总跟妈妈吵架，但单凭这点就能认定我杀了妈妈吗？”目暮警官挥手，过来2名警察将其扣起来，儿岛千寻大喊，“真的不是我，请你们相信我！”千钧苦笑，又是一个做伪证的，早知道如此刚开始何必撒谎呢！柯南觉得还是有些问题，死亡时间再次移动。柯南观察尸体后，急忙询问鉴识人员一些问题，得到了答案。
泉武雄提出自己是否可以回去了，目暮警官点头，“这次麻烦你了，以后如果还有事情询问，还请你配合。”泉武雄答应一声，向外走去，柯南让千钧故意绊了他一跤。泉武雄摔倒在地，千钧急忙道歉，泉武雄表示没关系。小五郎奇怪柯南这下子在旁边瞎晃什么，而柯南在泉武雄身上发现了证据。随后沉睡小五郎出现，千钧也拦住就要离开的泉武雄。
小五郎发话，“这样不好吧，泉武雄先生。你这个主角如果要是退出舞台的话，那这出戏还怎么演完？”泉武雄询问毛利侦探是什么意思，毛利侦探回答已经知道真正的凶手是谁了。目暮恼怒，“毛利老弟，你刚才不是说儿岛小姐是凶手吗？”“我可没有那么肯定，我只是将她的掩饰工作拆穿了。儿岛小姐这么做却帮真正的凶手制造了不在场证明而已。”小兰道，“真正的凶手，难道是……”大家的目光都转向泉武雄，泉武雄急忙说，“别开玩笑了，我不是不可能犯案吗？你们刚才不是替我作证了吗？”
千钧有点明白过来，“如果儿岛小姐所言是真的话，命案的时间就是在9点以前，你的不在场证明就不成立了。”泉武雄辩解，“你不要胡说，这个女人的话怎么能相信呢？毛利侦探，你凭什么认为我杀了儿岛社长？”小五郎询问，“儿岛小姐，你母亲的眼睛是不是不太好？”儿岛千寻给以肯定回答，“她这个人注重外表，最讨厌戴眼镜，所以一直戴着隐形眼镜。”小五郎请目暮警官再次检查尸体，死者应该只有左眼戴着隐形眼镜。鉴识员确定这一点，报告没有找到右眼的镜片，目暮警官大怒命令仔细搜寻。小五郎叹息，“你怎么找都找不到，因为那个眼镜还在凶手身上。”
大家都看向泉武雄，毛利侦探继续推理，“对，另外那个消失不见的隐形镜片就在你裤脚的褶缝里。”泉武雄满头大汗，目暮警官亲自过去检查，果然找到了右眼的镜片，这次可是铁证如山。泉武雄惊骇，“怎么会这样？”小五郎指出，“这不是偶然的，而是你和被害人肢体纠缠之际掉下来的，所以这个镜片只能在凶手身上找到。”泉武雄再次转身逃跑，发现跑了几步，居然还在原地踏步，引起一阵笑声。泉武雄大骇回头，才发现千钧抓住了他后衣领子。
千钧将泉武雄扔倒在地，泉武雄知道逃跑无望，只好说出了杀人动机。泉武雄按照儿岛郁子的吩咐投资失败，儿岛郁子却反过来把责任都推给泉武雄，还要把他告上法庭，逼泉武雄的父母卖地帮儿子还债。为了保护父母不受牵连，愤怒的泉武雄勒死了儿岛郁子。
问题都解决了，因为儿岛千寻作伪证差点导致警方抓错人，目暮警官给了她严厉的警告，并记录在案后，将其释放。毛利小五郎醒来后，有些疑惑，千钧只好拐弯抹角地提醒他破案的大致结果。四人走出来后，目暮警官也准备带着凶手离去，“毛利老弟，辛苦你了，这一次又多亏了你的帮忙才能破案。”小五郎表示谦逊，目暮大笑，“你辞去警察工作真是警界的损失啊。”小五郎自得地大笑起来，目暮警官临走时大喊，“以后还要麻烦你了。”小五郎得意洋洋，“没问题，警部！”
千钧提议是否庆祝一下，小五郎大喜，“不错，应该好好庆祝一下，吃过夜宵再回去吧。这次我请客。”千钧好笑，“大叔，你总算开口了。”小兰黑着脸泼冷水，“爸爸，又要去吃拉面，对吗？”小五郎恼怒，“胡说八道，你老爸怎么会那么小气！”柯南和小兰也大喜过望，毛利大叔却大叫，“这次我们就吃叉烧面庆祝吧！”然后吐着舌头大笑起来，柯南恼怒，“我就知道会有这种结果……”千钧汗，“大叔，你也太吝啬了吧！”
尾声，因儿岛郁子将投资失败的责任嫁祸给泉武雄并强逼其父母卖地还债，泉武雄被逼无奈杀害儿岛郁子，法庭酌情判处泉武雄4年徒刑。吉冈十郎挪用巨额公款，被法庭强行以其所有财产抵债，并判处2年徒刑。因儿岛郁子并无其他子嗣，尽管已经声明跟儿岛千寻断绝母女关系，但经过律师的努力，儿岛千寻还是顺利继承了所有遗产。毛利小五郎因破获敷面膜杀人事件，警视厅给以b级奖励。
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