12月13日來到三毛別村後，山本兵吉檢查了幾所遭到棕熊破壞但是沒有倒塌的茅舍，這次他發現了一個重要線索。
他發現這頭棕熊不僅僅喜歡吃女人，而且對女性用品，比如說女人用過的枕頭特別感興趣，將女人用過的枕頭叼著拖到地上。這使山本更加確信，製造三毛別村慘案的就是那頭變態惡熊「袈裟懸け」。
當天，山本兵吉帶領由村民組成的獵熊隊，在村子的周邊苦苦搜尋殺人熊的蹤影，但卻一直沒有結果。大家一直搜尋到深夜，人困馬乏，山本他們打算先回村子稍事休整。這時，獵熊隊中的一個村民發現在河的對面隱隱現出一個詭秘的直立黑影，一開始他還以為是一起找熊的村民，忙向河對面的黑影呼喊「天太晚了！你也別找了！先去休息吧！」
然而卻沒有傳來任何應答，山本敏銳的意識到不對勁，就下令槍手向河對岸開火，槍聲一響，大家終於明白了怎麼回事，那個剛才還被大家以為是同伴的遠處黑影，聽到槍聲後立馬露出了四隻腳著地的猙獰身影，並且很快竄入了山林，不見了蹤影。
山本知道那個黑影應該就是他們苦苦尋找的「袈裟懸け」，不巧卻讓這頭惡棍再次逃走，山本隨即帶領村民在河岸一帶進行細緻搜索，然而棕熊在這晚上再沒有露面。山本並沒有灰心，他料定棕熊一定還沒跑遠，可天色已經有些太晚了，再搜索下去恐怖難度和危險都非常巨大，所以他們暫時在河岸附近安營紮寨，等待天明再行尋找。
12月14日清晨，當東方剛剛露出幾絲魚肚白之時，一陣寒氣撲面襲來，隨即，晶瑩的雪花如絲如縷悄然無聲黯然落下，山本知道，一旦雪下大，熊留下的痕跡將會被積雪徹底掩埋，不能再拖下去了，由一名叫做池田龜次郎的熟悉山路的村民引導下，山本兵吉發現了棕熊留下的腳印和血跡並一路追蹤而去。
頗有經驗的山本兵吉可不會被棕熊自亂足跡的把戲迷惑，經過一段時間的苦苦搜索，山本發現在遠處的一顆白橡樹下有一團怪異的棕灰色，山本潛伏下來，悄悄潛行而去。很快，山本興奮的發現坐在白橡樹下的正是惡熊「袈裟懸け」，這傢伙和村民玩了兩天躲貓貓，現在也疲勞極了，正坐在樹下打盹哩。
山本拔出獵槍慢慢上前，當距離熊還有二十公尺之時，山本果斷拔出獵槍，照著「袈裟懸け」一槍而下，子彈準準打在惡熊的心臟部位。隨即山本又開出了第二槍，準確無誤打在熊的頭上。棕熊身子一歪無力栽倒在地，這頭為害三毛別村一個星期的棕熊終於倒在了山本兵吉的槍口之下。
群情激憤的獵熊隊將棕熊的屍體抬回村裡，經過測量，這頭棕熊倒在地上的屍身身高足有2.7米，380公斤（一說340公斤）重，剖開它的肚子，女人的遺骸包括她們身上的衣物殘件赫然暴露於村民眼前。
憤怒的村民將熊肉煮了分食，熊的毛皮，頭骨後來也告丟失，這件慘案就此畫上了句號。為了減除這一恐怖的記憶，村民們燒掉了山村茅房，並遷往了下遊永遠離開了這裡。
慘案的幾位傷者中，明景妻子慢慢恢復了健康，然而被熊咬了一口的明景家四子最後在兩年多後因傷後後遺症死去，被熊襲傷腰部的長松要吉因此事落下了病，後來在一次砍柴回家途中病發而死。唯一沒有受傷的明景家次子後來參軍，最後在二戰中葬身太平洋戰場。而山本兵吉在擊斃惡熊後成為了眾人心目中的英雄，他在1950年安然去世，享年92歲。
20世紀60年代，年幼時對這場慘案深有耳聞的北海道林務官兼紀實作家木村盛武根據文獻整理和對村莊倖存者後代的採訪先後寫成了論文《獣害史最大の慘劇苫前羆事件》和商業出版物《慟哭の谷》，而吉村昭所著的《羆嵐》則最具影響力，60年代之後一系列關於此事件的小說，漫畫乃至舞臺劇，電影不斷登臺，更使慘案在日本眾人皆知，也給人們留下了無盡的思索。