第二日凌晨，有人来长安县衙报案：在长安街面上发现一个倒卧的女子，此女外貌身材形似李夫人，脖子上有布勒着，未死，但是昏迷不醒。王璥马上派衙役将此女带到县衙，果然这个女子就是失踪的李夫人。
袁天纲与王璥在大堂上向李夫人问话，李夫人说道：
“前日有人声称奉诏将我带到一处不知名的地方。一位身穿皇袍的男子出现，让我在那里住了几晚，并没有伤害我，我也不知他的姓名。昨夜，那人突然拿布勒住我的脖子，我还以为自己要死了，待今日清晨醒来，发现自己被丢弃在长安街头。”
得知消息之后，袁天纲与王璥立即将李夫人关了禁闭。然后，王璥再次去李府侦查，了解到一个重要线索：李行诠原配夫人所生之子李忠，在李夫人失踪这段时间也离家，不知去哪个地方了，于昨日才回家。今天再次出门去找卜者算命，不但为继母卜吉凶，还为自己卜吉凶。
于是，袁天纲与王璥将李忠的随身仆人传唤到堂，亲自审问，晓以利害。最后仆人供述出：
“郎君与娘子年龄相仿，早就有私情。因郎君害怕被阿郎窥破奸情，于是设计了一出失踪闹剧。因阿郎执意要报官，郎君就搬出圣上做挡箭牌，以便二人逍遥法外。没曾想李行廉敢于直接向圣上查询此事，才导致圣上震怒，派钦差大臣限期破案，郎君没办法才出此下策，让娘子躺在长安街头而故意装作被圣上放回来。”（唐代称呼少爷为郎君，夫人为娘子，老爷为阿郎。）
于是，袁天纲与王璥将李忠传唤到堂，不管怎么威逼利诱，李忠都死不开口，没办法只好将其拘押。
王璥无奈地对袁天纲说道：“看来这个李忠是一个滚刀肉，死活都不肯开口，您看怎么办？”
袁天纲略思片刻，微微一笑，在王璥耳旁耳语几句，王璥大笑道：“此计甚妙！”
于是，袁天纲先藏在大堂的堂案之下，王璥再派衙役将李忠带来审问，结果李忠还是说自己什么都不知道。
王璥于是将李夫人请来对质。这时有一衙役进来通报，大理寺派人来询问案情，请少府出去迎接（唐代称呼县尉为少府）。王璥只得出去，留下空荡荡的大堂，堂内只有李忠一人，这时，李夫人推门进来。方寸大乱的李夫人和李忠以为四下无人，马上开始串供，李忠对李夫人说道：“千万不能承认，也不能说漏了。”又小声商量了几句。
等王璥推门而入时，藏入堂案下的袁天纲也跳了出来。二人大惊，知道大势已去，只得交代事实真相。
原来，继母与继子之间却有私情，为了长相厮守，李忠就将李夫人藏了起来。于是设计了一幕失踪闹剧。那夜出场的所谓“宫人”是李忠雇佣的一名青楼女子。李夫人“失踪”后，确实没有离开本坊，而是隐姓埋名，就近入住李忠事先租赁的一所小宅院。这对男女愚蠢地认为，只要搬出圣上做挡箭牌，李府和长安县衙必定不敢追查，失踪案将不了了之。等风声过后，李夫人可悄然远离本坊，隐居他处，以便同李忠长期厮守。阿耶和伯父李行廉询问此事时，李忠就说是李夫人被召入宫了。谁知，李行廉竟然直截了当的去询问皇上。两人知道事情闹大了，于是想出了让李夫人装晕，倒在大街上的法子，想瞒天过海，不曾想还是被人识破了。
就这样，一件泼天奇案戏剧化的真相大白。本来李忠与李夫人之间有私情罪不该死，两人自作聪明的拿李世民当挡箭牌，犯有欺君之罪，经大理寺判决依律：将李忠斩首、赵氏杖毙。李府这次是脸面丢尽，赔了夫人又折兵，成为长安城内朝堂、坊间的谈资笑料。
李世民收到大理寺、刑部、门下省、尚书省上报的死刑复核案卷宗，厉声说道：“堂堂大唐勋贵之家，竟然毫无廉耻，犯下如此欺君之罪。”
在朝堂上，李行廉、李行诠吓得如筛糠一般拜伏于地，连连谢罪：“臣万死，请圣上重责！”
李世民下诏命：“李行诠家风不正，导致出现如此荒唐之事，免去其官职，在家反省。至于李行廉嘛……”
李世民话未说完，魏征出列进谏道：“圣上，臣建议不能治李行廉的罪。”
李世民问道：“魏爱卿，说说你的理由？”
魏征正色地说：“圣上一直鼓励朝臣敢于直谏，正是这种风气才使得李行廉大胆直言，才戳穿了这些宵小布置的骗局，让真相水落石出。所以说正是圣上的‘慎始而敬终’、‘虚心以纳下’的风范才维护了圣上的名誉。”
李世民听罢，龙颜大悦！不但没治李行廉的罪，还赏赐其一百匹绢，奖励其不怕冒犯圣上、敢于进谏的行为。
而袁天纲、王璥因侦破此大案有功，李世民下诏命：“袁天纲进封为兵部郎中，赐从五品浅绯官服；王璥进封为长安县丞，赐从七品浅绿官服。