殺人犯のいる絶海の孤島、恋琴島に閉じ込められたはじめたち。自分の身は自分で守るしかなく、園光寺はかんぬきを掛け、相手を確認できるまで扉を開けるなと皆に注意を促す。錬金術師は2階に上がったまま姿を消し、凶器の大きな剣も見つかっていない。一色は錬金術師が財宝を守るため、皆の命を狙っていると考える。深夜、蛍は自分の部屋（50号室）でスヤスヤと眠っていた。この部屋の扉に内側から掛けられたかんぬきに何者かの手が伸びて扉は開かれる。姿を見せたのは仮面の錬金術師だった。
　翌朝、部屋（26号室）の扉を叩く音で目覚めたはじめは扉の下に入れられた玲香の髪飾りに気付き、玲香の身を案じる。はじめは玲香の部屋で血まみれになった蛍の服を発見。すぐに蛍の部屋に向かうが、扉はかんぬきが掛けられていた。はじめが扉を叩くと、寝起きの玲香が出てくる。ベッドでは蛍が胸を刺されて絶命していた。部屋は密室状態で、蛍を殺害できたのは中にいた玲香だけだった。
　玲香は大広間で皆に事情を説明する。昨夜、何者かに布で口と鼻を塞がれ、意識を失った玲香。今朝、はじめに起こされた時には蛍の部屋にいたという。谷河は話を信じずに玲香が蛍を殺害したと疑う。密室の謎を解かない限り、玲香は罪を逃れられない状況だが、一色は錬金術師なら金属の扉をすり抜けて犯行が可能だと訴える。続けて一色は自らの素性を告白。彼女は天才物理学者、絵崎の娘だった…。
　谷河は一番の容疑者である玲香を部屋に閉じ込めて欲しいと要求。玲香はその要求を受け入れ、美雪は玲香の無実を信じて一緒に付き添う事に。玲香と美雪は玲香の部屋（79号室）に入り、扉は外からつっかい棒をされる。はじめは扉の下から園光寺の部屋に繋がるヒモを入れ、何かあったら引っ張れと美雪に伝える。その頃、鬼沢は被害者2人から犯人の動機に気付き、次は自分が狙われると怯えていた。この後、鬼沢は腹痛になって1階トイレの個室に入る。すると、そこに仮面の錬金術師が現れる。
　はじめが1階の一室で2階の見取り図を確認していると、慌てた様子の赤柴がやってくる。園光寺の部屋に繋がるヒモが引っ張られ、玲香の部屋に行くとつっかえ棒がなくなっていたという。玲香と美雪は部屋で眠っていた。2人は突然眠くなったらしく、はじめは誰かが水に睡眠薬を入れたと推理。犯人は何かの目的で園光寺を呼ぶために2人を眠らせたのだ。この後、1階トイレで鬼沢の遺体を発見される。その直後には繭村の部屋（82号室）で後頭部から血を流して息絶えた不二森が見つかる。床には凶器と思われる割れた花瓶と造花が散らばっていた。はじめは花瓶と造花を見て不自然な点に気付く。谷河は玲香が犯人だと言って自身の推理を展開。皆は谷河の推理を聞いて玲香に疑いの目を向ける。はじめは「心配要らないよ。俺が必ずキミの無実を証明してみせる。ジッチャンの名にかけて」と玲香に誓うが…。