事態が急展開を見せたのは、失踪から約2年7カ月が経過した2022年4月23日でした。キャンプ場から東へ約600メートル離れた山道脇の枯れ沢（通称・ワナビ沢周辺）付近で、捜索を続けていたボランティア男性が人の頭頂骨の一部を発見。通報を受けた山梨県警が直ちに周辺の大規模な再捜索を開始しました。
続く5月にかけて、付近の険しい斜面や枯れ沢の土中から、美咲ちゃんが当時着用していた特徴的なエメラルドグリーン色の靴、ハイネックシャツの断片、さらには肩甲骨などの人骨格が相次いで見つかりました。靴のサイズやメーカー、衣類の繊維鑑定が進むなか、警察は発見された骨から慎重に細胞核DNAを抽出。
そして2022年5月14日、山梨県警はDNA鑑定の結果、発見された人骨のDNA型が小倉美咲ちゃん本人と一致したと公式発表しました。この鑑定結果によって失踪女児の死亡という残酷な事実が法的に確定することとなりました。しかし骨の損傷状態などから死因の直接的な特定には至らず、どのようにしてその険しい場所にたどり着いたのかという根本的な謎は残されたままです。
