三天后，财主史员外赶到县衙，说女儿已失踪多日。等他查看了女孩尸首身体特征后，确认就是他的女儿彩凤，还说彩凤十天前去姑妈家探亲一直未归。赵桐问彩凤是否得罪过什么人，史员外说没有。赵桐又问史员外有没有仇家，史员外说一个月前，家里的长工阿财工期已满，按说要发给他一笔工钱，但自己不愿给，就指使小妾勾引阿财，然后以捉奸为名扣掉阿财所有工钱后将其赶出了府。听了史员外的叙述，赵桐赶紧吩咐差役把阿财带来。可无论怎样盘问，阿财都说不知道彩凤失踪及被杀之事。赵桐正愁眉不展，忽然想到了什么，把史员外带到彩凤尸首前，让他看彩凤身上是否丢过值钱的东西。史员外说彩凤离家时戴着的一对龙凤金手镯不见了。
按照赵桐指派，差役们很快从阿财家搜出一只龙形金手镯。经史员外辨认，正是彩凤的，但凤形的不知落到何处。阿财说这手镯是他在路上捡的，至于凤形的根本没见过。为了确认阿财是否属于为谋取金手镯而害人性命，赵桐来到城内最大的首饰店验手镯真伪。首饰店老板检验后，不仅告诉赵桐这只龙形手镯是真品，还说几天前，锁匠林顺曾拿着与其匹配的凤形手镯也来检验真伪。赵桐遂叫来林顺问话，可林顺也说自己的凤形手镯是路上捡的。但从他躲闪的眼神来看，赵桐推测他与阿财都在撒谎。由于史员外认定是阿财与林顺作案分赃，赵桐便以此为借口将两人暂时收监羁押。
这天晚上，林顺在监房见到狱卒中有同乡李四，便趁机塞给李四一大锭银子，希望李四能照顾他。李四接过银子后立时眉开眼笑，为林顺买来美酒好肉，并神秘兮兮地告诉他彩凤的尸首不见了，赵桐正为此事发愁。还说彩凤的阴魂这几日总在县衙内外游荡，让他一定要小心。李四走后，监房只剩下林顺一人。就在他昏昏沉沉刚要入睡之际，忽听外面刮起一阵怪风，风中隐约传来女子凄惨的哭声。林顺猛然睁开眼睛，只见一个满脸血肉模糊的女子出现在墙上。林顺惊恐至极，连忙跪下说：“彩凤姑娘，你应该找阿财算账，是他杀了你并夺走了手镯，我只是向他勒索来一只……”就在这时，门被打开了，赵桐等一群人走进来。林顺再仔细一看，墙上的“女鬼”正在被人用绳子沿着房梁向上拉，原来是一幅逼真的画像。林顺情知上当，绝望地瘫坐于地，交代了全部罪行。
原来，阿财被逼放弃工钱后，一直愤恨难平。这天，他发现彩凤一人去姑妈家，就趁机将其哄骗到家里，打算把她锁起来向史员外敲诈一笔。不料在争执中阿财遭到彩凤痛斥，他一气之下用铁锁猛击彩凤面部，并抢下龙凤手镯。此时，恰逢林顺来讨债，目睹了整个杀人过程。林顺以此为要挟，迫使阿财分他一只凤形手镯，并许诺帮阿财处理尸首，但要求阿财去刘保家偷一条刻有“徐记”字样的皮带。阿财没办法，只得听从。
林顺之所以要阿财偷刘保的皮带，是因为不久前，他注意到刘保曾去“徐记”商行买了一条皮带。而刘保曾调戏过张氏。但林顺之所以没报官，是因为他有着另一桩阴谋。张氏患有一种无法治愈的疾病，每月要靠名贵的人参滋补调养。时间一长，林顺再也填不起这个无底洞，遂产生了除掉妻子的恶念。刚好阿财杀人被他撞见，于是他想出了个一箭双雕的主意。
林顺在那晚支走女儿，又佯装要去外地出差。贪淫好色的刘保果然上当，遂潜入林家对张氏欲行不轨。当听到张氏惨叫几声后没了动静，林顺断定时机已成熟，就用脚步声惊走刘保，接着进屋用刘保的皮带勒死了昏迷中的张氏。而后，林顺和阿财偷换了尸体。如果官府没能发现尸体被偷换，那么刘保必死无疑，他也可以利用为妻子出殡之名将彩凤尸体火化，替阿财掩盖罪证。倘若官府发现尸体被偷换，那么根据“徐记”皮带，他也能置刘保于死地。
林顺自认为一切做得天衣无缝，但还是露了马脚。自从那对龙凤手镯被找出后，赵桐发现他们二人神色慌张，料定必有不可告人的秘密。于是派刘四假意接近，用酒将林顺灌醉并散布彩凤阴魂作祟的谣言。而后赵桐从杂技班里雇人在房梁上用细绳牵扯彩凤的“鬼魂”画像，使林顺上当就范。至此，轰动一时的双尸奇案终于真相大白。