可是，对丈夫的猜疑只存在了一个晚上。因为第二天，警方抓到了杀死渡井由子的凶手。当然，凶手并非丈夫，不过也不是素不相识的强盗，而是死者的丈夫渡井润之介。据之后的报道，渡井由子的遇害地点并非家中，而是在其丈夫工作的公寓。
从遗体的解剖结果和问话调查的情况来看，警方觉得死者不像是在家中遇害的，而更像是在其他地方受害后又被送回家中的，所以才把目标锁定在了自称外出上班而不在案发现场的丈夫润之介身上。
于是警方以自愿出庭为由将润之介叫到了警察局，经过讯问，润之介很快就承认罪行了。根据渡井润之介的口供，可知真相如下。
以前，我就一直受到妻子搞外遇的困扰。案发当天，由于交稿期日益临近，我便把自己关在工作室里赶稿子，可是妻子没打任何招呼就突然来到了我的工作室。我觉得她影响到了我的工作，心情很是不畅，而妻子却突然开口说她遇上心爱的人了，想和我离婚。这让我火冒三丈，于是我们激烈地争吵起来。结果我一激动，就动了手，我并不想把她杀死，可是当我回过神来的时候，妻子已经断气了。
起初我是打算自首的，可是考虑来考虑去，我又犹豫了，于是我想出了假装妻子是在家中遇害的方法。到了晚上，我把妻子的尸体放在汽车的后备厢里，送回了家。为了让家里看上去像是强盗做的案，所以我故意把厨房后门的门锁撬坏了，并且把家里翻得乱七八糟，然后谎称自己是第一发现人，向警方报了警。