学校に到着したホームズとワトスンは、さっそく付近の調査を始めた。学校の前を東西に続く街道には脇道もなく、東のほうで夜間の立ち番をしていた警官は、そんな２人は見たことがないと言う。西のほうにある宿屋では、おかみが病気になり医者を呼びに行った。あいにく医者が往診に出ていたので、朝に医者が来るまで街道に出て待っていたが、やはり誰も見なかったと証言した。学校の南方向は自転車が通れる地形ではないので、ホームズは２人が北へ向かったと推測した。北のほうを調べているうちに、自転車のツギの当たったタイヤ跡を発見した。だが、タイヤに詳しいホームズは、それはハイデッガーの自転車のタイヤではないと言う。タイヤ跡をたよりにしてさらに進んでゆくと、茂みの中に自転車が隠されていた。それはハイデッガーの自転車だ。そして近くには、頭を殴られ殺害されているハイデッガーの死体があった。近くで仕事をしていた男に、ハイデッガーの死体のことを警察と学校に伝えるよう頼んで、ホームズとワトスンは調査を続けた。死体が靴下を履いていないので、ハイデッガーは慌てて出かけたと思われた。自転車を持ち出したのは、少年が歩くよりも早い方法を使ったためかもしれない。ホームズは、これまで牛のひづめ跡をたくさん見つけた。それなのに、この付近一帯に牛の姿は一頭も見かけないのも不思議だった。
公爵の命により館の召使が、ソルタイア卿を連れに宿屋へ向かった。ホームズが、このままワイルダーをここに置いておくのは危険だと話すと、公爵もそれを承知しており、ワイルダーをオーストラリアに送り、二度と帰ってこれないようにすると言った。また、別居している妻にも今朝手紙を送り、ソルタイア卿と一緒に暮らすよう伝えたとも言った。馬を牛に見せかけるカラクリについて尋ねると、公爵はホームズたちを博物館のような一室に連れていき、ガラスケースに入った蹄鉄を見せた。その解説には「奇蹄目を偶蹄目のひづめに見せかけて、追跡者の目をあざむくもの」と書いてあった。ホームズが蹄鉄を指で撫でると、真新しい泥が付いていた。それを見たホームズが、今回の事件で二番目に興味深いものと言うと、公爵は一番目は何かと尋ねた。ホームズは、報奨金の小切手をはさんだ手帳をたたいて見せた。
自転車のタイヤ跡.