そこで悩むなら復讐ものは辛いだろうな、というのが第一印象です。
以下、作品内容を拝読した感想を交えて書き込みます。

まず復讐というのは自身をも殺す覚悟がいる行為です。
法治国家でもある日本では、私的制裁はもちろん犯罪ですし、仇討ちの禁止だって明治時代のことです。
つまりは主人公が殺人犯になることを意味しますが、『それで良い』と主人公がはっきりと自覚する必要が出ます。
警察に任さず、積極的に自分の手を汚すことになりますし、それ以降の人生を棒に振る覚悟、というか『復讐以外の道はない・その先の人生はない』という刹那的な追い詰められ方です。

>ラブ・コメディ・シリアスに振ればいいのか

主人公、あんまり追い詰めらた感じがしない、というのが第一印象。
恋愛というのは『この先、どんな楽しいことが待っているのか』というワクワク感です。それだけじゃないですが、それも混みでしょう。
未来を捨てた人間には相性の悪いできごとです。
ラブコメ展開の相手（主人公が男性ならヒロインですね）をないがしろにする印象もでます。
だってねぇ、元彼が殺人犯なんて荷物が重すぎますから、一夜の肉体関係目的ならともかく、特定の相手を作ろうとしないだろうし、そういう気配を避けるし慎重にもなるでしょ？
そこら辺り、主人公はどう考えてるんだろ、という気もします。

整合性の話しです。
実際は復讐誓ってても新しい彼女ができることもあるだろうし、『それはそれ、これはこれ』で割り切ることが出来る人も大勢いるでしょう。
ただ、いわゆる時間薬が効いた状態（ありていに言えば復讐心が薄れた）という印象が強くなりますから、ラブコメ展開は慎重に。
加えていうなら、これが30絡みのオッサン主人公ならそういった印象も薄れます。これは男子高校生の設定を変えるべきという意味は全く含みません。

>「殺したら自分も同類だ」と考えて（説得されるなりして）、犯人を捕まえるなりして終わるのが定石だと自分はイメージしています。

うーん。
正直、ハリウッドB級映画っぽい印象がぬぐえません。
そもそも復讐を復讐心を満たすために復讐を推奨する文化は、ちょっと思いつきません。それぐらい不変のものとして復讐を戒めています。
日本の仇討ちも大義名分は別として、お家存続のための通過儀礼の意味が強いですし、キリスト教も『復讐するのは神の仕事、人間は復讐すんな』ってのが根底。
目には目を、歯には歯を、で有名なイスラム教も正しくは、人間は報復しないのが徳であり、全てはアッラーの御心のままにです。

駄目だと書いてるんじゃありません。
復讐を肯定したまま終わるのも、復讐を否定して終わるのも、どっちでもあり。
理由は物語ですから。
ただ主人公の覚悟が軽く見えたり、整合性がなくなったりするのが頂けないというだけです。

ちょっと気になったのは『復讐を果たす（つまり殺す）』ことが、犯人の望みだった場合、犯人の希望を叶えることになりますよね。
この一見、矛盾した言い分は、実際多くの連続殺人犯が口にしてますし、フィクションの世界でも【デヴィッド・フィンチャー監督・セブン】が七つの大罪と絡めて効果的に見せてます。
まんまやると手垢がついてきてますので、「はいはいこれね」という読者の感想が見え隠れしますが、考え方としてはこれで良いと思うのです。

犯人が最もされて嫌がること。
避けたい事態。
それがなにでアレ、それを行うことが復讐になれば、復讐の完遂です。
一ひねりできる余地があるのではないでしょうか？

>殺す場合、どのような手段で殺すべきか。

フィジカル面で劣っているなら、避けた方が良いのは刃物。
そもそも重火器の最も優れている点は『銃の扱いの練達者でも赤ん坊でも、同じ弾を同じ場所に当てれば効果は等しい』という事です。
『海兵隊員が撃った弾は、女性が撃った弾よりパワーがある』なんてことはなく、5.56mmが胃に当たれば人体に与える影響力は一緒です。
刃物はこうはいきません。同じ胃に突き立てても腕力しだいで効果は変わります。

弱者には弱者の戦い方がありますから、殺すだけなら方法はいくらでもあります。
問題はフィクション映えです。
人間生きてる限り飲食しますから毒物が該当しますし、睡眠も取りますからガスには弱いです。
犯人が単独である限り殺す方法なんて山のようにあります。
復讐心を満たしたいなら毒物で昏倒させ、手足をくくって素っ裸にひんむく。
身体中に魚醤を塗りたくり、仕上げにナイフで死なない程度に浅い傷を20ヶ所ほど。
後は蟹を山ほど用意してその中にたたき込めば、数日かけて生きたまま食べてくれます。
小型のスナガニなんかだと理想的。

ちょっと物騒な例を出しましたが、読者がそれで良いなら（そういう物語として進行してきたなら）良いでしょう。
結局は読者がどう感じるかを想定して、喜怒哀楽どの方向に物語の舵を切るかだと思いますよ。

最後になりましたがお勧め作を。
小説【アレクサンドル・デュマ著：モンテ・クリスト伯】
復讐劇の代表作の一本ですね。タイトルを聞いたことがあっても意外と読んだことがない人も多いはず。理由はただ一つ。メッチャ長いから。
お勧めするにも気が引けるほど長いですが、外せませんでした。
読み始めると面白くて止まらない作品です。

小説【シドニー・シェルダン著：ゲームの達人】
短めで（といっても上下二巻。モンテ・クリスト伯と比べてです）復讐劇といえばコレが外せません。
夢中でむさぼり読むのを覚悟の上でどうぞ。

小説【A.J. クィネル著：燃える男】
初出が1980年。この作品以降2番煎じがあらゆるメディアで雨後の竹の子のように出ました。それだけ強烈な作品。
そら、復讐するわな・・・という感じなだけに、主人公への共感もすさまじいものがあります。今となっては手垢のついたネタですが、それでもインパクトが強いのは流石。傭兵クリーシィ・シリーズの第一作でもあります。

映画【今村昌平監督：復讐するは我にあり】
タイトルは新約聖書から。復讐劇ではなく連続殺人犯の物語です。
あえて犯人側からのストーリーを入れましたが、御作の参考になると思います。

映画【ラース・フォン・トリアー監督：ハウス・ジャック・ビルト】
ただでさえ好みの激しい監督ですが、大好きか大嫌いの両極端映画だと思います。
こちらも犯人側からのストーリー。
「この役者、こんなに上手かったか！」という感想は名監督につきものですが、そのまんまですね。素晴らしいです。

ではでは長くなりましたのでこの辺りで。
執筆、頑張ってください。
応援いたします。