ماجرای این قتل 24 اردیبهشت به بازپرس کشیک قتل تهران اطلاع داده و ساعتی بعد تحقیقات جنایی آغاز شد. در اولین مرحله از تحقیقات گروهی از مأموران کلانتری 147در محل حاضر شدند و معلوم شد اولین فردی که جسد را پیدا کرده، یکی از خدمه هتل است.

او در تحقیقات اولیه گفت: چند بار برای نظافت اتاق 251 مراجعه ‌کردم اما کسی در را باز نمی‌کرد و علامتی که اجازه ورود داریم یا نه هم روی در نبود برای همین در نهایت با کلید یدک وارد و با جسد غرق در خون این زن روبه‌رو شدم. بعد هم مدیریت هتل را در جریان قرار دادم.
دقایقی بعد از شروع تحقیقات اولیه بازپرس و تیم پزشکی قانونی و کارآگاهان پلیس آگاهی در محل جنایت حضور یافتند. بررسی دفتر ثبت هتل حکایت از آن داشت  مقتول دو روز قبل از پیداشدن جسد همراه شوهرش برای اقامت به آن هتل که در شرق پایتخت واقع است، مراجعه کرده‌ بودند. همچنین بررسی دوربین‌های مداربسته حکایت از آن داشت که زوج جوان در مدت اقامت خود چند بار از اتاق خارج شده‌اند ولی آخرین بار شوهر این زن حدود یک روز قبل از کشف جسد به‌تنهایی از اتاق خارج شده است.
در ادامه به دستور بازپرس جنایی جسد به پزشکی قانونی انتقال یافت و مرد جوان به عنوان متهم به قتل تحت تعقیب قرار گرفت.
با گذشت یک ماه از تحقیقات جنایی برای دستگیری این مرد، او همچنان فراری بود تا اینکه آخرین روزهای هفته گذشته مأموران پلیس پردیس به پلیس جنایی تهران اطلاع دادند متهمی با معرفی خود مدعی شده  همسرش را در یکی از هتل‌های تهران به قتل رسانده است. بنابراین مرد که بازداشت شده بود به تهران انتقال یافت و تحویل پلیس جنایی تهران شد.

این مرد پس از اعتراف به قتل همسر خود گفت: من و همسرم از مدت‌ها قبل اختلاف داشتیم و مدتی از هم جدا زندگی می‌کردیم. او مدعی بود به دلیل غیبت من موفق شده است غیابی طلاق بگیرد اما مدرکی برای این حرف خود نداشت و همین باعث دل چرکین‌شدن من شده بود. از طرفی به او مشکوک بودم که با چند مرد ارتباط دارد برای همین نقشه قتل به ذهنم رسید، البته می‌خواستم رابطه‌ام با او را خوب کنم اما در آخرین تلاش هم موفق نشدم و در نهایت او را کشتم. بعد هم به شهری که خانواده‌ام آنجا هستند، رفتم و آنها به من گفتند خودم را تسلیم کنم، برای همین به پردیس که محل زندگی‌ام بود رفتم و خودم را به پلیس معرفی کردم.
در حال حاضر این مرد در بازداشت پلیس آگاهی تهران به سر می‌برد و تحقیقات درباره  این پرونده ادامه دارد.