路垚礼貌地请郭校长详细介绍学校的情况，白幼宁则紧紧跟随在校长身旁，生怕他无意间提及自己当年的校园往事。路垚敏锐地发现学校去年曾发生过一起命案，但巡捕房却没有任何报案记录。郭校长略显尴尬地承认那只是一起女生自杀事件，校方私下处理了此事。在路垚的坚持下，郭校长不得不将案件始末娓娓道来。

圣玛利亚女中作为一所洋人创办的学校，严格执行着每位师生都必须留存指纹档案的制度。巡捕房通过指纹比对，惊讶地发现杀害秦舒同的手枪上竟留有去年自杀的傅明月的指纹。路垚立即展开调查，向女生们询问傅明月的情况。苗茜子透露，傅明月同样是在那架钢琴旁结束生命的。熟知内情的白幼宁补充道，去年九月的一个夜晚，傅明月刚弹完《致爱丽丝》便举枪自尽。据传傅明月的死与秦舒同有关，那首曲子正是秦舒同教她的第一首钢琴曲。尽管秦舒同坚称自己清白，但校方调查数月仍一无所获。

路垚、乔楚生和白幼宁前往医务室向方玉了解案发当晚的情况。方玉如实陈述后，乔楚生不经意提到她是第一个到达排练室的人，立即招致女生们的强烈抗议。她们情绪激动地为方玉辩护，乔楚生厉声呵斥几句后，女生们突然集体痛哭起来。见状不妙的乔楚生匆忙离开，将善后工作留给路垚。学生们一致要求追查手枪上傅明月的指纹，方玉听到这个名字时神色骤变，借口身体不适提前离场。白幼宁咄咄逼人地追问女生们，更自曝曾是该校学生。听闻白幼宁的名字，女生们惊恐四散，留下满脸困惑的路垚。

乔楚生调查发现方玉已与秦舒同秘密登记结婚，两人却刻意隐瞒此事。白幼宁推测方玉盗用了傅明月自杀的手枪，并精心佩戴手套杀害秦舒同，意图独占其家产。乔楚生还注意到方玉项链上的可疑血迹，立即派人取证。与此同时，路垚在校内核查教学楼进出记录，并走访教师了解秦舒同当晚行踪，得知其整晚未曾离开宿舍。发现宿舍窗台上的鞋印后，白幼宁自告奋勇要去找女生们问询，路垚担心她再次吓跑证人，白幼宁则坚持要以记者身份展开调查。

翌日清晨，报纸大肆报道圣玛利亚女中"女鬼索命"的凶案新闻。路垚对这类耸人听闻的报道嗤之以鼻，庆幸这次并非白幼宁所为。白幼宁向郭校长借来校服，乔装转学生潜入电影剧社，很快获取了大量学生资料，并锁定与秦舒同关系密切的女生孙梦。

乔楚生和路垚约谈孙梦时，她坚称与秦舒同仅是普通关系，并强调自己已有未婚夫。路垚从宿管阿姨处获悉，案发当晚孙梦曾拖着大提琴箱前往教学楼。在索要毕业晚会节目单后，路垚发现上面根本没有孙梦的节目。郭校长以举办毕业晚会为由，请求乔楚生解封礼堂，但被坚持破案优先的乔楚生断然拒绝。

当路垚走进琴房，立即被热情的女生们团团围住，收到不少小礼物。他借机让同学们带走各自乐器，众人乖巧配合。注意到孙梦的大提琴箱异常沉重，在同学帮忙搬运时，路垚当众揭穿秦舒同正是被藏在这个箱子里运往教学楼的。惊慌失措的孙梦痛哭流涕，坦白这是方玉的主意，本意只是想教训秦舒同。路垚指出孙梦不可能是凶手，因为她与秦舒同存在私情，此言一出立即引发轩然大波。

路垚完整还原了案件真相：苗茜子以曝光孙梦与秦舒同的私情相威胁，胁迫孙梦将昏迷的秦舒同装入大提琴箱运至教学楼钢琴旁。随后苗茜子用傅明月的手枪杀害秦舒同，并企图嫁祸方玉。面对指控，苗茜子矢口否认，以案发时在浴室且有同学作证为由狡辩。路垚逼她交出藏匿的唱片——里面录有钢琴曲和一声枪响，推断她使用消音手枪作案后播放唱片制造不在场证明。路垚同时揭露她就是向报社爆料"女鬼索命"的幕后黑手。最终苗茜子认罪伏法，坦言作为傅明月挚友，她私藏凶枪只为有朝一日替好友报仇。面对审判，苗茜子表现出诡异的满足与无悔。

白幼宁与电影社女生们参加完首映礼，兴高采烈地回到家中，绘声绘色地向路垚和乔楚生讲述见闻。近来心神不宁的她提议与路垚旅行散心，唯恐他再遭不测。在路垚郑重承诺绝不离开后，白幼宁才安心与他续签租房约定。与此同时，忧心忡忡的路子夫夜不能寐，路淼主动请缨前往上海接回路垚。