ほどなくして「矢島俊弥が何者かに殺害された」という知らせが阿知波の元に届き、小五郎は彼と共にパトカーで京都の現場に駆けつける。コナンも平次と共にバイクで現場へ向かい、小五郎達よりも前に現場へ到着していた京都府警の綾小路文麿の案内で、遺体が発見された部屋へ通される。そこでコナンたちは、矢島の血痕が付着した大量のかるた札が散乱している様子を目撃する。平次とコナンは、綾小路の許可を得て簡単な現場検証を始め、矢島の手の血痕から彼が散乱しているかるた札の一枚を持っていたことを突き止め、コナンは現場の写真を灰原に送り矢島がどの札を持っていたのかの解析を依頼する。次に、2人はテレビのリモコンに付着した血痕から、矢島が殺される直前にテレビで何かを見ていたと踏み、テレビの電源を入れるとそこには紅葉の姿が映し出されていた。この後、小五郎によって強制的に外へ出された2人は、現場に到着したばかりの関根康史を見つけ、関根と阿知波らの会話を聞いていた平次とコナンは、ある違和感に気付く。テレビ局の爆破事件も矢島の殺害も「皐月会」を狙っていることから、コナンは阿知波を、平次は後から来た綾小路警部と共に紅葉を見張る。
大阪観光を終えた蘭は、紅葉がいる病院にパスケースを届けに行き、待合室にいた紅葉を見つけて声をかける。この時、蘭に平次と指切りをしている写真について問われた紅葉は、『瀬を早み』の句を詠み、幼いころに平次と結婚の約束を交わしたことを告白し、蘭は答えに詰まってしまう。
その夜、平次は和葉を手伝おうと部屋に行った時、蘭から小学生の時のかるた大会で負かした女の子の事を聞かれ、ようやくそれが紅葉だと思い出し、和葉に伝える。