没过多久，目暮警官和高木涉就带着警察赶到了现场。法医对蒲田耕平的尸体进行了初步检查，发现他的嘴唇和指甲呈现出樱桃红色，这是氰化钾中毒的典型症状。
“氰化钾中毒？”目暮警官皱起眉头，“看来这不是一起简单的意外，而是谋杀案！高木，立刻调查现场的所有人，尤其是和死者有关系的人！”
高木涉点点头，开始对现场的观众和工作人员进行询问。很快，他就找到了四个和蒲田耕平有过接触的人——鸿上舞衣、三谷阳太、野田梦美和蜷川彩子，他们都是帝丹高中的校友，也是蒲田耕平的同事或朋友。
毛利小五郎双手抱胸，开始了他的“推理”：“我知道了！凶手肯定是蜷川彩子！”他指着蜷川彩子，语气肯定地说，“根据调查，你和蒲田耕平曾经有过婚约，后来你单方面毁约，蒲田耕平因为失恋，一直对你怀恨在心。你肯定是担心他会破坏你的生活，所以就趁这次文化祭，把他杀了！”
蜷川彩子脸色苍白，连忙摇头：“不是我！我没有杀他！虽然我们解除了婚约，但我们已经很久没联系了，我怎么会杀他呢？”
“那你怎么解释，你今天特地找蒲田耕平见面，还把你们俩的黑咖啡换成了可乐？”毛利小五郎追问道。
蜷川彩子愣了一下，随即解释道：“我只是觉得咖啡太苦了，蒲田他也不喜欢喝咖啡，所以就换成了可乐，这有什么问题吗？”
就在这时，一个穿着黑衣骑士服的身影从人群中走了出来——正是变身后的工藤新一。他摘下头盔，露出了那张让小兰朝思暮想的脸。
“小兰！”新一的声音带着一丝温柔，“你没事吧？”
小兰看到新一，眼睛瞬间亮了起来，激动地说：“新一！你怎么会在这里？你不是在外面办案吗？”
新一笑了笑：“我刚好办完案子，听说帝丹高中有文化祭，还有你的话剧表演，就赶过来了。”他转头看向毛利小五郎，语气严肃地说，“毛利叔叔，你的推理有问题。蒲田耕平不是自杀，也不是蜷川彩子杀的，这是一起精心策划的谋杀案。”
毛利小五郎不服气地说：“你凭什么这么说？难道你有证据？”
“证据当然有。”新一从口袋里拿出一个透明的塑料袋，里面装着一些物品——有未开封的奶精和糖浆，还有一个打开的饮料杯盖。“这些都是夜一刚才在现场收集到的证据。”他指了指夜一，“夜一，你把你看到的情况跟大家说一下。”
夜一站出来，冷静地说：“刚才话剧表演时，我注意到蒲田耕平先生从口袋里拿出一个小瓶子，往杯子里倒了些什么。后来他中毒倒地后，我检查了他的口袋，发现里面有未开封的奶精和糖浆，而他的饮料杯盖是打开的。另外，我还注意到鸿上舞衣小姐在室外下雨时也没有戴帽子，而且她在蜷川彩子小姐说换了饮料后，立刻附和说自己也不喜欢咖啡，但她是表演开始后才赶回来的，在黑暗中根本无法判断饮料是咖啡还是可乐，所以她没加奶精和糖包，只能是因为她在饮料摊处就已经打开过饮料。”
新一接过话茬：“没错。鸿上舞衣小姐，你在饮料摊买了和蒲田耕平一样的黑咖啡，然后假装加奶精和糖浆时，将有毒的冰块放入了自己和蒲田耕平的饮料中。你喝完自己的饮料后，假装嚼冰块，把有毒的冰块放入了你的帽兜，这样就能神不知鬼不觉地处理掉证据。”
鸿上舞衣脸色一变，强装镇定地说：“你胡说！我根本没有杀蒲田耕平，你有什么证据？”
“证据当然有。”新一拿出另一个透明塑料袋，里面装着一个塑料制的金属扣钱包和一枚十元硬币，“这是我在卫生间垃圾桶里找到的塑料钱包，里面有冰块融化后留下的痕迹，而且这个钱包的材质很特殊，正好能用来存放有毒的冰块。另外，这枚十元硬币是我刚才扔进你帽子里的，现在它变得闪闪发亮，这是因为氰化钾能让金属表面发生变化。”他顿了顿，继续说道，“还有，高木警官刚才在蒲田耕平的车里发现了疑似储存氰化钾的容器，这应该是你故意放进去的，目的是伪装成蒲田耕平自杀，还以蒲田耕平似乎在寻找什么为由，引导警察去搜索他的车，企图嫁祸他人。”
鸿上舞衣的身体开始发抖，她看着新一手里的证据，再也无法掩饰自己的罪行。“没错，是我杀了他。”她的声音带着一丝绝望，“他根本不配做医生！为了发表自己的理论，他不惜开出错误的药品，导致一位患者死亡！那个患者是我的亲人，我眼睁睁看着她因为蒲田耕平的失误而离开，我怎么能放过他？”
众人都沉默了。目暮警官叹了口气，示意警察把鸿上舞衣带走。“不管怎么样，杀人都是不对的，你应该通过法律途径来解决问题，而不是用这种极端的方式。”
案件解决后，现场的观众渐渐散去。小兰走到新一身边，脸上带着一丝红晕：“新一，没想到你会来，还解决了这么复杂的案