Każdego uczestnika turnieju potraktujmy jako wierzchołek, a każdy mecz jako krawędź pewnego grafu skierowanego
skierowaną od zwycięzcy do przegranego. Usadzenie
zawodników przy okrągłym stole zgodnie z warunkami zadania jest równoważne istnieniu skierowanego cyklu długości
(krótko:
-cyklu).
Udowodnimy, że:
- w
istnieje 3-cykl;
- jeśli w
istnieje
-cykl, to istnieje też
-cykl, dla 
Wyniknie stąd, że w
istnieje
-cykl, czyli teza zadania.
Niech
będzie wyjściowym
-cyklem oraz niech
będzie najmniejszym indeksem o tej własności, że
(zbiór takich indeksów jest niepusty, gdyż należy do niego
). Wówczas
więc w
istnieje 3-cykl.
Niech
będzie pewnym
-cyklem, gdzie
oraz niech
będzie dowolnym wierzchołkiem spoza tego cyklu. Jeśli istnieje takie
że
to uzyskujemy
-cykl poprzez wstawienie
pomiędzy
oraz
(przyjmujemy
). W przeciwnym przypadku są dwie możliwości:
dla każdego
lub
dla każdego
; niech
będzie zbiorem wierzchołków
pierwszego typu, a
- zbiorem wierzchołków
drugiego typu.
Gdyby
to
dla każdego
oraz każdego
- nie mógłby wtedy jednak istnieć
-cykl w
Podobnie gdyby
to w
nie mógłby istnieć
-cykl. Również gdyby
dla każdej pary
to w
nie mógłby istnieć
-cykl. Stąd wniosek, że istnieją wierzchołki
o tej własności, że
To oznacza, że istnieje
-cykl