《黑夜告白》大结局中，横跨18年的悬案真相大白，真凶徐萌与乔素清伏法，案件细节及人物结局如下：
徐萌童年遭受父亲虐待及高利贷纠葛，心理逐渐扭曲。1997年，她误杀父亲后，与笔友乔素清联手策划“电梯失踪案”，利用元龙里密道制造徐萌父女消失假象。此后，为掩盖罪行，她接连杀害尧佰元、吴山龙等知晓内情或威胁到她的人。2003年除夕夜，徐萌假扮乔素清制造车祸，残忍杀害刑警冉方旭，其犯罪手段残忍且极具隐蔽性，通过精心策划和伪装逃避警方追查。
乔素清童年经历山难与被贩卖的创伤，与徐萌形成畸形紧密的共生关系。她参与案件掩盖，伪造现场并制造不在场证明，沦为从犯。在与冉方旭相处中，乔素清曾被其真诚与善意打动，一度萌生自首赎罪念头，但被徐萌阻止。最终，她的罪行被彻底揭开，因参与多起犯罪被判处无期徒刑。
全剧最大的意难平是刑警冉方旭的牺牲。2003年除夕雨夜，冉方旭已查到乔素清的破绽，本意劝其投案自首，却被徐萌制造的车祸杀害。冉方旭到死都以为害死自己的是乔素清，而徐萌才是真正恶魔。他的陨落成为师父何远航心中长达十余年的执念，何远航因无法接受徒弟牺牲，陷入严重创伤性幻觉，直到真凶伏法才完成自我救赎。
新一代刑警何晓荷继承冉方旭遗志，与父辈两代人接力追凶。警方循着冉方旭留下的线索与何晓荷的不懈追查，最终将徐萌抓捕归案，徐萌因故意杀人罪被判死刑，乔素清被判处无期徒刑，横跨18年的悬案得以告破，正义得以伸张。
