А мне почему-то кажется, что Холмс всё понял правильно, только виду не подал.
В тексте упоминается, что юные агенты Холмса следили за Милвертоном. Раз так, то он должен знать, что Ватсон и Милвертон в последнее время не пересекались и первый не выслеживал второго. Также он не мог не заметить (с его-то наблюдательностью!), что Ватсон искренне удивился, увидев своего соседа живым. Во всяком случае, сомнений в искренности этого удивления он не высказал. Значит, убийство было случайным? Но ведь Холмс разгадал попытку Ватсона обеспечить себе алиби. Оставалось сложить два и два, чтобы понять, кого же собирался убивать его сосед, учитывая, что Милвертона он убивать явно не собирался, а его жертвой стал человек в шляпе с двумя козырьками.