六郎は、神崎と財前の妻・順子（出口結美子）が不倫関係にあったと推理。事件発生当時の部屋が内側から鍵のかかった密室であったことから同室の里美以外の犯行は不可能と思われたが、嫉妬した財前が共鳴振動を使って部屋の外にいながら殺害可能なトリックを説明する。しかし、共鳴振動の使われ方が間違っているうえに、神崎が順子の甥であることがわかり捜査は振り出しに戻った。
六郎は、里美が混乱していて覚えていないと証言する、みつかっていない凶器のピストルに着目し、聞き込みを始める。やがて、別荘から３km離れた牧場で無防備に落ちてるピストルが発見された。鑑識官（佐藤二朗）の調べでピストルには里美の指紋がべったりとついていたこと、室内で殺されたはずの神崎の体には微量の土や葉っぱが付着していたことがわかった。さらに、事件の３ヶ月前に神崎の付き人・間宮ミキ（植木夏十）が別荘付近の山を歩いていた姿を目撃した人物が現れた。
六郎は、神崎とミキが恋人関係で２人で里美を殺す計画を立てていたが、神崎の気持ちが里美に戻ったことを知ったミキが逆上して殺したと推理。ピストルはトイレットペーパーに結びつけ、それをヤギに食べさせて牧場に運んだというのだ。しかしミキは里美と親友で神崎との結婚を祝福していたことが判明して、またしても捜査は振り出しに。
情報屋（小島よしお）から、別荘で古くからお手伝いをしている吉村敏子（青木和代）が怪しい動きをしていること、財前が別荘を神崎に譲ろうとしていたことを聞いた六郎は一同をコテージに集めた。六郎が示した犯人は、すでに自白済みの里美だった。なかなかプロポーズをしてくれない神崎に苛立った末の犯行だったのだ。
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