挖开了焚香鼎下的地砖后，发现了一名女子骸骨, 在香炉内瓷罐里找到了一个刚成形的只有人拳头大小的婴孩干尸。结合张道士之前上香靠着焚香鼎说话的语气, 可以料知张道士与女死者和胎儿之间肯定有关系。
之前凶手送到开封府的宣纸, 有香味，柔韧度好, 属于上等宣纸, 像吕哲那种四处游荡缺钱的人, 基本上用不起这么好的纸。并且凶手因怕人认出字迹，而刻意左手写字, 还有胆量和经验敢跟开封府博弈, 且还有木匠活儿手艺, 这些都只有张道士符合。
就吕哲死亡时间而言，他确实在那晚坠崖而死, 公孙策验尸已经证实过这点。
如果说吕哲并不是在展昭和白玉堂的追逐时坠崖, 那他必定是在此之前已经坠崖身亡了。而这段时间, 张道士刚好有作案机会, 并且因为行凶的关系, 他还故意找了个人证做掩饰, 这人证就是那天找张道士驱鬼的孙老爷。当时张道士在后殿帮孙老爷驱鬼, 用了大概近一个时辰的时间。庞元英和白玉堂那会儿还在外面等了他半个多时辰。
庞元英命人去找这位孙老爷求证了, 当时驱鬼的整个过程, 孙老爷都处于昏睡的状态, 根本不知道张道士在不在，最后结束了才被张道士叫醒。
也就是说，张道士在驱鬼的这一个多时辰的时间内，完全有条件去后山布置机关。
张道士必然早就有所防备。所以这次庞元英等人来紫宸观，他在监视了庞元英他们举动后，才会趁机布下如此一个精妙的局，以图凭此洗脱自己的嫌疑。
那晚，张道士驱鬼之后，起初就装嘴硬，偏不承认，一定要庞元英、白玉堂和展昭带他去山洞里对峙。当时哗哗声后，让大家注意到了洞外，发现了火光，大家才去追。事情看起来并不像是张道士的所为。
实则是他设置了触发延时装置，将引线压在了一根燃香下，当香燃烧到引线处，就会点燃，引线便可一路燃烧至山顶。山顶悬崖的树上绑着陶制哨子和一块石头，用干草皮绳悬挂，在草皮绳和树枝固定处撒上一点火油，不能太多，只绳子上有些即可。再将引线缠在上面。
燃烧的引线点燃草皮绳上的火油，瞬间燃烧起小火苗将草皮绳烧得半断不断之时，其下面所坠的石头就会将细绳拉断。绑着哨子的石头坠崖，在风的作用下陶制哨子发出了类似人声的鸣叫。
至于吕哲，在当时张道士布置完机关之后，就被张道士用了什么办法将骗到了山顶，不留神就被张道士推下了山崖。
庞元英为了证实这些推测，派人重新去检查了悬崖上的树枝，果然在一处树杈上发现了一点灼黑的痕迹，但不是很明显。当时树杈上可能还洒了水，加之火苗不大，只是快速燃断了草皮绳子，随后小火苗就在下坠的被风吹灭了。
整个设计的每一处地方都恰到好处，不易被人发现。正是因为这个手法，令庞元英和白玉堂、展昭当时都动摇了，开始怀疑吕哲或者长音才是凶手。
而今恰恰就是这种精妙和谨慎，进一步证实了张道士就是凶手。因为凶手之前的犯案，也同样用了一些让人意料之外的手段。
确定张道士就是真凶之后，查案方向就定了，开封府派人第三轮搜查了紫宸观。
在紫宸观后殿的桌案下，发现了一处地窖里，里面有被褥，碗筷，以及还没吃完的饭菜，可以确定这里才是吕哲的真正藏身之处。而后山那处山洞，实则是张道士私下炼小鬼的地方。
随后在道观柴房的房梁上，搜到了张道士之前藏得数罐童女血和女尸的胞宫，几乎可以确认