监控录像中显示，案发时间是在下午4点半，而这个时间段正是柯南他们第一次路过地狱展厅的时候。当时的告示牌就是凶手为了掩人耳目而特意放置的。凶手先将游客隔开，然后穿着盔甲潜入了案发现场，再把赴约的老板*害。

由此说明凶手是一个对美术馆非常了解的人，从而可以确定凶手就在馆长玉田和小胖这3名美术馆员工当中了。据员工小胖反映，玉田有*害老板的动机。玉田以前经常拿馆里的美术品去变卖，后来被真中老板知道了，便向他索要了巨额的赔款。重要的一点是，玉田的名字出现在了死者的笔下。

监控录像中显示，死者在临死前曾拿起桌上的笔和纸，情绪激动地画了几笔，而到现场后发现纸条上写着一个名字“玉田”，再加上玉田没有不在场证明。因此目暮警官认为玉田作案的嫌疑很大。但让柯南奇怪的是，如果凶手真是玉田，为何要选在装有监控摄像头的房间行凶？而且对美术作品毫不关心的他，真会特意模仿《天罚》来*人吗？

带着疑问，柯南决定重新查看监控录像。这次果真又有了新发现，死者在看纸条时表情显得十分惊讶，并且在写完之后像是气愤的把笔扔掉了。但刚才柯南在案发现场找到的圆珠笔，笔尖是收在里面的。按理说，一个即将被*他的人是不会有心情将笔尖转回去的，因此就只有一种可能笔被凶手掉包了。

而纸条上的划痕也印证了柯南的推测。与此同时，两名警官向目暮警官汇报，他们在玉田的柜子里面找到了凶手行凶时所穿的铠甲。种种迹象表明凶手就是玉田。看着铠甲上面沾满了血迹，一旁的小胖感慨，幸好这时拿来装饰用的复制品，否则真机就要报废了。

听到小胖这么一说，柯南瞬间恍然大悟，发生命案的那面墙上明明有说明卡片，但却没有作品。说明是凶手为了保护美术品染上血迹，而事先移开的，而有机会让玉田没有不在场证明，从而栽赃嫁祸给他的人只有一个，那就是馆长。

为了让馆长露出马脚，柯南以尿急要上厕所为由，让馆长画出去厕所的路线图。刚刚还很和蔼的馆长接过本子后就开始瑟瑟发抖，因为馆长知道这个笔是写不出字的。之后，在柯南的疯狂暗示下，毛利语目暮警官终于一点一点的解开了案件的真相。

写着玉田二字的纸条并不是老板所写，而是馆长提前写好的，然后告诉老板纸上写着凶手的名字。当老板看到上面写着玉田，就像拿起一旁的圆珠笔涂掉，改成馆长。但令老板没想到的是，这支笔是不出水的。这就解释了监控中关长气愤地把笔丢掉，然后把纸揉成一团的那一幕。而刚才在现场找到的圆珠笔是可以书写的，所以现在拥有无法书写的圆珠笔的人就是凶手。

事已至此，馆长对自己的犯罪事实供认不讳，据他交代，这事先约老板来这里边。并让摄像头成功的拍摄下整个过程，那并不是巧合都是他经过计算与练习的，所以才会有开头提到的保安看到中世纪铠甲诈尸一事，而观长的作案动机，只是为了保护他那些当成亲生孩子一样的美术品，由于老板自私自利，不遵守承诺要毁掉他守护了一辈子的宝贝,而嫁祸给玉田，则是为了惩罚他贩卖管中的作品。