Watson idzie do pacjentki, zostawiając Holmesa samego.Okazuje się, że w tym czasie Moran pozostawił Moriartego i pozwolił mu iść na spotkanie z detektywem.On natomiast obserwował ich starcie z daleka.
Kiedy Watson dociera do Englisher Hof, okazuje się, że oberżysta nie ma pojęcia o żadnej chorej Angielce. Zdając sobie sprawę, że został oszukany, Watson pędem rusza z powrotem do wodospadu Reichenbach, ale nikogo tam nie spotyka. Widzi jednak ślady dwóch par butów schodzących w kierunku końca błotnistej ścieżki i żadnych śladów powrotnych. Znajduje tam także notkę od Holmesa, wyjaśniającą, iż ten wiedział, że Watsona okłamano i jest gotów do walki z Moriartym, który to łaskawie zgodził się dać mu czas na napisanie ostatniego listu. Watson widzi, że w stronę końca ścieżki są widoczne ślady walki. Staje się jasne, iż Holmes i Moriarty razem wpadli w otchłań wodospadu walcząc na śmierć i życie. Zrozpaczony Watson powraca do Anglii.
Tematy i okoliczności powstania "Ostatnia zagadka” miała być faktycznie ostatnią. Arthur Conan Doyle chciał zakończyć po tym opowiadaniu pisanie o sławnym detektywie;