当服部平次扶着受伤的和叶赶到神社时，庆典现场已是人声鼎沸。而祭台上，毛利小五郎正以他标志性的“沉睡”姿态，开始了他的推理秀！自然是柯南在幕后操纵。
沉睡的小五郎（柯南）的声音沉稳有力，条理清晰：
* 指出“长寿婆”是岛袋君惠假扮，目的是维持岛上的信仰和旅游业，守护外婆和母亲的心血。
* 揭露门肋沙织、以及之前另外两名嘲笑人鱼传说、甚至可能对君惠母亲之死（火灾）负有责任或知情不报的年轻女子（奈绪子、寿美）的死亡真相——她们都是被岛袋君惠所杀！
* 动机：为一年前死于火灾的母亲复仇！那场火灾并非意外，而是门肋沙织等人为了试验“人鱼是否怕火”的愚蠢行为引发的！君惠的母亲为了救神社仓库里的重要物品（可能是外婆的遗物或庆典道具）而葬身火海。君惠隐忍一年，伪装成长寿婆，就是为了在庆典期间，利用人们对传说的敬畏和混乱，实施复仇计划。
* 手法：利用对地形的熟悉、伪装身份带来的便利，以及心理战术（如利用儒艮之箭的号码制造恐慌），分别杀害了三人，并将门肋沙织的尸体悬挂在瀑布后，制造诡异氛围。
* 证据：柯南找到了君惠伪装用的硅胶面具碎片（在瀑布附近岩石缝隙）、特殊的用于勒毙的钓鱼线（与杀害门肋沙织的凶器吻合，在神社仓库角落发现）、以及门肋沙织死前可能抓到的、属于君惠衣服上的独特纤维。
推理进行到高潮，沉睡的小五郎（柯南）正准备点出君惠内心深沉的痛苦与绝望时——
“等一下！还有关键！”服部平次的声音响起！他和包扎好手臂、脸色苍白的和叶在警察的护送下赶到现场。
服部平次强忍着悲痛（为君惠的遭遇）和愤怒（对死者的愚行），补充了他在悬崖石碑上看到的、关于君惠家族世代守护神社却遭人嘲笑甚至迫害的记载，以及门肋沙织等人对君惠母亲恶语相向、间接导致其死亡的证词（来自那位老渔民）。他指向被警方控制、已然崩溃、泪流满面的岛袋君惠：“她…她不仅仅是为了复仇！她是为了守护！守护她外婆、她母亲用一生守护的信仰和这座岛！尽管这方式…是如此的错误和绝望！”
和叶也忍着疼痛，拿出了那支差点被她用来刺伤平次的“儒艮之箭”：“君惠小姐…你送我这支箭的时候，是真心希望它能带来祝福吧？可是…仇恨的箭，最终只会刺伤你自己啊…” 她的话，如同最后一根稻草，让岛袋君惠彻底瘫倒在地，失声痛哭，忏悔着自己的罪行。
案件真相大白。人性的愚昧、贪婪与守护、仇恨交织的悲剧，在古老的人鱼传说背景下，显得格外沉重。
回程的“海神号”上，海风依旧，但气氛却与来时截然不同。
船舷边，服部平次和江户川柯南并肩而立，望着逐渐远去、笼罩在暮色中的神秘人鱼岛。
“工藤…”服部平次的声音带着前所未有的低沉，“这次…真是差点就栽了。如果不是悠真哥…”
“嗯。”柯南的表情也很凝重，“悠真哥…身手强得不可思议。” 柯南回想起平次描述的悬崖救援细节，尤其是那瞬间爆发的力量，绝非普通人能做到。他心中对悠真这个突然出现的亲哥越来越好奇了。
“不过，最让我震撼的，还是和叶那个笨蛋…”服部平次挠了挠头，黝黑的脸上难得地露出一丝后怕和…温柔，“她居然想用箭刺我手来救我…真是蠢到家了！但是…” 他顿了顿，声音轻了下来，“也…帅呆了。” 这次生死经历，让他彻底看清了自己的心意。
柯南看着他别扭的样子，笑了笑：“是啊，远山小姐真的很勇敢。就像兰一样。” 他想起了无数次小兰挡在他身前的样子。
“长生不老…”服部平次的目光再次投向大海深处，带着看透世事的沧桑感，“到头来，不过是贪婪和愚昧催生的骗局与悲剧。真正珍贵的，是活着的人，是此刻能抓住的羁绊和感情。” 他想起了君惠的眼泪，想起了和叶的决绝。
“没错。”柯南推了推眼镜，镜片反射着夕阳的金光，“所谓的永恒秘密，往往就在我们身边最平凡、也最容易被忽视的情感与守护之中。” 他想到了默默守护着大家的那个神秘莫测的“兄长”悠真。
船舱内，小兰正细心地照顾着受伤的和叶，两个女孩低声说着话，不时看向窗外甲板上那两个少年的背影。毛利小五郎则在对着一群被他“沉睡推理”征服的乘客大吹特吹，仿佛破案全是他一人的功劳。
而在更高一层的贵宾舱舷窗阴影里，工藤悠真静静地看着下方甲板上的柯南和平次。他的任务列表上，【人鱼岛异常事件】的状态已更新为【解决】。他手中把玩着一枚从岛上神社隐秘角落拾取的、刻着古老鱼纹的金属碎片（可能与更深的秘密有关），眼神深邃。
“长生…守护…” 他低声自语，随即收起碎片，身影再次融入船舱的阴影之中。大海的航程还在继续，而隐藏在阳光下的暗影与谜题，似乎也远未结束。