در جریان تحقیقات، مأموران به اختلافات مقتول با اعضای خانواده‌اش پی بردند. بررسی‌ها حاکی از آن بود که مرد کشته‌شده مدتی قبل از همسرش جدا شده و بر سر حضانت فرزندان با او اختلاف داشت. همین مساله، مسیر تحقیقات را به سوی همسر سابق مقتول کشاند. این زن پس از بازداشت، به دست داشتن در قتل اعتراف کرد و اظهار داشت که با همدستی وکیلش نقشه قتل همسر سابق خود را اجرا کرده است. وی در تشریح انگیزه‌اش گفت که پس از جدایی، حضانت فرزندان به همسرش سپرده شده بود، اما او خواستار نگهداری بچه‌ها نزد خود بود و شوهر سابقش با این درخواست مخالفت می‌کرد. این زن ادامه داد: بعد از جدایی‌مان، حضانت بچه‌ها با شوهرم بود. می‌خواستم بچه‌ها پیش من باشند، اما شوهرم قبول نمی‌کرد. به پیشنهاد وکیلم تصمیم به قتل گرفتیم. وکیلم ۳۰۰ میلیون تومان درخواست کرد تا با دوستش این قتل را انجام دهد. او فردی به نام فرهاد را معرفی کرد که مبلغ ۲۰۰ میلیون تومان گرفت و بعد هم دخترم نیمه‌شب در را باز گذاشت و آنها وارد خانه شدند و شوهرم را به قتل رساندند.
پس از بازداشت متهمان، پرونده در شعبه دوم دادگاه کیفری استان تهران مورد رسیدگی قرار گرفت. با وجود انکار قتل از سوی متهمان، دادگاه با استناد به شواهد موجود، وکیل را به یک‌بار قصاص، فرهاد را به ۱۵ سال حبس و زن جوان را به پنج سال زندان محکوم کرد. با گذشت سال‌ها از این جنایت، متهم ردیف اول ادعا کرد مدارک جدیدی برای اثبات بی‌گناهی خود دارد و درخواست اعاده دادرسی داد که با قبول درخواستش، پرونده در شعبه دهم دادگاه کیفری یک استان تهران رسیدگی شد. در این جلسه، مرد زندانی و وکلایش یک سی‌دی ارائه کردند که در آن فایلی صوتی قرار داشت و فردی ادعا می‌کرد قاتل، فرد دیگری غیر وکیل است. پس از بررسی این درخواست، رئیس دادگاه اعلام کرد این دلایل پیش‌تر نیز مطرح شده بود و برای اعاده دادرسی به دلایل جدیدی نیاز است. در فرصت تعیین شده از سوی قضات، دلیل جدیدی ارائه نشد و درخواست اعاده دادرسی‌اش رد شد.