部屋に戻ったトニーは、マーゴの目を盗んでスワンのコートから鍵を探り出し、彼女のハンドバッグに入れる。スワンが凶器に使ったマフラーを焼却して、マーゴの裁縫箱からストッキングを出しておく。さらに以前手に入れていたマークからマーゴに宛てた手紙をスワンのポケットに忍ばせる。それらのことを済ませると、トニーは警察が来るのを待った。
翌朝ハバード警部が訪ねてくる。警部は細かい質問をしながら、しだいにマーゴを追い詰めていく。昨夜は地面が濡れていて、スワンの靴に表戸口のマットで泥を拭った形跡があったから、スワンは玄関から入ってきたと思われる。スワンの死体から鍵が見つからなかったので、マーゴが部屋の中からドアを開けたとしか考えられない。さらにスワンがマークの手紙を持っていたことから、彼は浮気相手からの手紙を見せてマーゴを恐喝するつもりだったと推定される。したがって彼がマーゴに不意に襲いかかるとは考えにくく、マーゴが部屋を訪れたスワンと会っているうちに、故意に彼を刺したのだろう…警部はそう判断した。マーゴは首もとに絞められた痕のあざがあると主張するが、現場に彼女のストッキングしかなかったことから、自分であざをつけて襲われたように偽装したのかも知れないとして取り合わない。マーゴは殺人容疑で逮捕され、裁判にかけられ、死刑が確定してしまう。
死刑が執行される前日になって、ハバード警部がトニーを訪ねて来る。用件を済ませると、警部は帰りぎわにコートをわざと間違えてトニーの鍵を持って出て行く。トニーが出かけた後にこっそり戻ってトニーの鍵でドアを開けて部屋に入る。そこに外で様子をうかがっていたマークも加わる。警部が電話で合図すると、マーゴが拘置場所から車に乗せられてきて、アパートの外で降ろされる。マーゴは渡された自分のハンドバッグから鍵を出して部屋に入ろうとするが、鍵が合わない。あきらめてアパートを出ると、刑事に促されて庭のほうから部屋に通される。あっけにとられるマーゴとマークに警部が事情を説明する。
警部は偶然マーゴのハンドバッグの中の鍵が彼女の鍵ではないことに気づいた。そこで彼女の鍵を捜索したところ、階段に隠されているのを発見した。そのことから警部は、トニーがスワンを使ってマーゴの殺害を企てたことを見破った。