در پی وقوع این جنایت و با حضور قاضی ویژه قتل عمد در خیابان امام رضا(ع) ۳۱، تحقیقات درباره این جنایت مرموز در حالی آغاز شد که دست و پاهای متصدی واحدهای آپارتمانی با ملافه تخت بسته شده و تکه ای از ملافه نیز در دهان وی قرار داشت. با توجه به اهمیت و حساسیت موضوع، گروه زبده ای از کارآگاهان اداره جنایی پلیس آگاهی خراسان رضوی با فرماندهی مستقیم سرهنگ غلامی ثانی (رئیس اداره جنایی) بررسی های تخصصی خود را برای شناسایی عامل یا عاملان این جنایت هولناک آغاز کردند.

در اولین مرحله از اقدامات پلیسی کارآگاهان با راهنمایی های قاضی کاظم میرزایی به بررسی سوابق مسافران و مهمانان سوئیت های این آپارتمان پنج طبقه پرداختند اما هیچ مورد مشکوکی در میان مسافران مشاهده نشد. در حالی که بررسی مدارک شناسایی مسافران چند روز گذشته نیز کمکی به پلیس نکرد، کارآگاهان با تغییر شیوه های اطلاعاتی به ردیابی های خطوط تماس با متصدی واحدهای آپارتمانی پرداختند. در میان این تماس ها بود که شماره تلفنی توجه کارآگاهان را به خود جلب کرد.

از سوی دیگر نیز بررسی دوربین های مداربسته نشان می داد دو مرد میان سال در حالی که ساعتی از شب گذشته اما همچنان در خیابان اطراف محل جنایت در حالی پرسه زنی هستند. این گونه بود که تحقیقات در سه مثلث جنایی ادامه یافت و گروه دیگری از کارآگاهان به تحقیق درباره قتل با احتمال سرقت پرداختند اما مبلغ هفت میلیون تومان در انباری مجتمع آپارتمانی کشف شد که مربوط به مسافرخانه غیرمجاز بود و دزدان نتوانسته بودند پول ها را پیدا کنند با وجود این اثری از کیف دستی پول مقتول ۶۴ ساله نبود و این احتمال قوت گرفت که عاملان جنایت کیف پول را سرقت کرده اند ولی با پیدا شدن کیف پول در اطراف فرودگاه بین المللی مشهد مشخص شد که سارقان مبلغ ۳۰۰ دلاری را که لای کیف بود ندیده و آن را به گوشه ای پرت کرده اند!

بررسی های دقیق فنی و تخصصی نشان داد که دو برادر سوئیتی را در آپارتمان مذکور اجاره کرده بودند اما هیچ مدرکی از حضور آن ها وجود نداشت به همین دلیل کارآگاهان به تحقیق در این باره پرداختند و مشخص شد که دو برادر ۵۵ و ۳۸ ساله چند روز قبل از وقوع قتل با متصدی آپارتمان تماس گرفته اند بنابراین بررسی شماره های تلفن نشان داد که شماره ناشناس و مشکوک مربوط به ساعاتی است که دو برادر اهل تهران با متصدی تماس برقرار کرده اند.

با افشای این موضوع و کشف کیف پول در فرودگاه دیگر شکی باقی نماند که برادران تهرانی عامل این جنایت مرموز هستند بنابراین گروهی از کارآگاهان به سرپرستی سرهنگ سلطانیان (رئیس دایره قتل عمد) و با کسب مجوزهای قضایی از قاضی میرزایی عازم تهران شدند.

تا این که برادر بزرگ تر را در حالی که ۱۵ خط تلفن در این مدت عوض کرده بود در منطقه بومهن به دام انداختند و سپس سراغ برادر ۳۸ ساله در نازی آباد تهران رفتند. او که از همسرش طلاق گرفته و با دختر ۱۱ ساله اش زندگی می کرد ساعت ۲ بامداد توسط ماموران محاصره شد و قبل از آن که در جریان ماجرا قرار گیرد در عملیات برق آسای کارآگاهان دستگیر شد.

دو متهم این پرونده که به پلیس آگاهی خراسان رضوی هدایت شده بودند مورد بازجویی قرار گرفتند و راز این جنایت هولناک را فاش کردند. «حسن –ر» متهم ۵۵ ساله گفت: وضعیت مالی من بد نبود اما در شرایطی قرار گرفتم که ناچار شدم به برادر کوچک ترم کمک کنم ولی قصد کشتن مرد متصدی سوئیت ها را نداشتیم. کمال متهم ۳۸ ساله این پرونده نیز گفت: وقتی به مشهد سفر کردیم محل مناسبی برای اقامت نیافتیم تا این که برادرزاده ام شماره تلفن مرد سوئیت دار را به ما داد و ما با او به صورت تلفنی هماهنگ کردیم و هیچ مدرکی هم نداریم چرا که او به صورت غیرمجاز مسافران را اسکان می داد.

آن روز وقتی خودروهای گران قیمت را در آن جا دیدم فکر کردم که مرد سوئیت دار پول زیادی دارد چرا که نمی دانستم او مالک آن جا نیست و تنها یک نگهبان یا متصدی است که اجاره ها را جمع می کند! مدتی بود که به علت ورشکستگی در تنگنای مالی قرار داشتم به همین دلیل وسوسه پول و دلار رهایم نمی کرد وقتی موضوع را با برادرم در میان گذاشتم او گفت: مگر ما دزد هستیم که دست و پاهای مرد سوئیت دار را ببندیم و پول هایش را سرقت کنیم؟!

اما من توجهی نکردم تا این که مرد متصدی برای گرفتن اجاره ۱۵۰ هزار تومانی به اتاق ما آمد. من هم در یک لحظه او را بلند کردم و روی تخت انداختم سپس از برادرم خواستم که به من کمک کند او هم که چاره ای نداشت در بستن دست و پاهای مرد ۶۴ ساله به من کمک کرد. ولی هر چه گشتیم پولی پیدا نکردیم.

به همین دلیل بلافاصله از آن جا گریختیم در این حال برادرم اصرار کرد که برگردیم و ملافه را از دهان او بیرون بکشیم! اما من گفتم نه! دست و پاهای او را شل بسته ایم و خودش تکه پارچه را از دهانش بیرون می آورد! و ...

بنابراین گزارش، در پی اعترافات متهمان، دو برادر با صدور دستور بازداشت موقت از سوی قاضی کاظم میرزایی در اختیار کارآگاهان اداره جنایی پلیس آگاهی خراسان رضوی قرار گرفتند تا بررسی های بیشتری از سوی سرهنگ بهرامزاده (افسر پرونده) درباره ادعاهای متهمان صورت گیرد.