پس از اعلام این گزارش، تحقیقات برای پیداکردن ردی از جوان ناپدیدشده آغاز شد تا اینکه پلیس متوجه شد جواد آخرین بار با زن38ساله‌ای به نام مریم در تماس بوده است. مأموران راهی خانه این زن شدند اما وقتی او مدعی شد که مردی به اسم جواد را نمی‌شناسد و تا حالا وی را ندیده است، به ماجرا مشکوک شده و او را دستگیر کردند.
با انتقال این زن به اداره آگاهی، بازجویی از او ادامه یافت و زن جوان در ادامه ادعای عجیبی را مطرح کرد. او گفت: چند روز پیش زنگ خانه‌ام به صدا درآمد و وقتی آیفون را برداشتم، شخصی از من خواست در را باز کنم. از آنجا که صدای او شبیه صدای شوهرم بود، در را بازکردم و لحظاتی بعد دیدم که مرد جوانی وارد خانه‌ام شد. او با تهدید چاقو مرا مورد آزار و اذیت قرار داد و بعد از اینکه شماره تلفنم را گرفت، از خانه فرار کرد.
از آن روز به بعد این مرد که جواد نام داشت مدام با من تماس می‌گرفت و تهدیدم می‌کرد که اگر از ماجرا چیزی به کسی بگویم، آبرویم را خواهد برد. من هم از ترس جانم، چیزی به کسی نگفتم. مأموران که حرف‌های زن جوان را باور نکرده بودند، بازجویی از وی را ادامه دادند و او سرانجام لب به بیان حقیقت گشود و گفت: یکی از روزها برای انجام کاری به بیرون از خانه رفته بودم که با جواد آشنا شدم. قرار شد او برایم کتابی بیاورد و به همین‌خاطر شماره موبایلم را گرفت.
گاهی با من تماس می‌گرفت و با هم حرف می‌زدیم تا اینکه یکی از روزها دچار عذاب وجدان شدم و برای اینکه خودم را تنبیه کنم، با چاقو خودزنی کردم. شوهرم به محض ورود به خانه و دیدن من، مرا به بیمارستان برد و وقتی علت این اقدام را از من پرسید به دروغ به او گفتم که مردی به اسم جواد مخفیانه وارد خانه‌مان شده و مرا مورد آزار و اذیت قرار داده و من هم تصمیم گرفته‌ام به زندگی‌ام پایان دهم. متهم ادامه داد: شوهرم وقتی ماجرا را شنید، تصمیم گرفت از جواد انتقام بگیرد. برای همین از من خواست تا با جواد تماس بگیرم و او را به خانه بکشانم. طبق نقشه پسرعموی شوهرم نیز به خانه ما آمده بود و وقتی جواد وارد خانه شد به سمت وی حمله کردند.
آنها دست، پا و دهان او را بستند و من نیز به آنها کمک کردم. من، شوهرم و پسرعموی شوهرم با ضربات چاقو وی را به قتل رساندیم و بعد آنها جسد جواد را به بیابان‌های شورآباد بردند و در آنجا آن را به آتش کشیدند. پس از اعترافات این زن، پرونده در اختیار قاضی روشن، بازپرس شعبه سوم دادسرای جنایی پایتخت قرار گرفت و او دستور بازداشت عاملان قتل را صادر کرد.
آنها نیز وقتی در دام پلیس گرفتار شدند به قتل اعتراف کردند و مدعی شدند که چون تصور می‌کردند مقتول به زن جوان تعرض کرده، وی را به قتل رسانده‌اند. شوهر زن جوان به مأموران گفت:من بیرون از خانه بودم که فرزندم تماس گرفت و گفت مادرش خودکشی کرده است. من خیلی نگران شدم و وقتی به خانه رسیدم فورا او را به بیمارستان رساندم. از آن روز به بعد نگرانی‌ام بیشتر شد چون مطمئن بودم اتفاقی رخ داده که همسرم با چاقو دست به‌خودکشی زده تا اینکه پی به راز پنهان او بردم و نقشه انتقام‌جویی کشیدم.
به گزارش همشهری، پسرعموهای آتش افروز و زن جوان بعد از قتل با قرار قانونی روانه زندان شدند و بعد از تکمیل تحقیقات قاضی آرش سیفی دادیار دادسرای جنایی تهران کیفرخواست پرونده را صادر کرد. وی برای متهم ردیف اول (شوهر زن و طراح جنایت کینه‌جویانه) به اتهام مشارکت در قتل، آدم‌ربایی، تهدید با سلاح سرد و جنایت بر میت از طریق آتش زدن جسد و برای زن جوان به اتهام مشارکت در قتل، آدم‌ربایی تهدید با سلاح سرد و متهم ردیف سوم (پسرعموی طراح جنایت)به اتهام معاونت در قتل، آدم ربایی و ایراد ضرب و جرح عمدی کیفرخواست صادر و برای دو متهم ردیف اول درخواست اعدام کرد. سپس پرونده برای صدور حکم به دادگاه کیفری فرستاده شد.