در ادامه، مأموران کلانتری 121 به محل سکونت صاحب خودرو بنام "محمدرضا . م" (26 ساله) در اتوبان آهنگ مراجعه و در همان روز، این شخص را دستگیر و برای انجام تحقیقات به کلانتری منتقل کردند که محمدرضا . م" در اظهارات اولیه مدعی شد که فرد مصدوم را نمی‌شناسد و صرفا با انگیزه انسان دوستانه و برای کمک، اقدام به انتقال این شخص به بیمارستان کرده است.
همزمان با دستگیری مالک خودرو پژو 405، از طریق بیمارستان به کلانتری 121 سلیمانیه اطلاع داده می شود که جوان مجروح داخل بیمارستان با وجود انجام اقدامات درمانی و به علت شدت جراحت وارد شده به ناحیه گردن، فوت کرده است.
بلافاصله پرونده مقدماتی با موضوع "قتل عمد" تشکیل و به دستور بازپرس شعبه سوم دادسرای امور جنایی تهران، پرونده برای رسیدگی در اختیار اداره دهم پلیس آگاهی تهران بزرگ قرار گرفت که با آغاز تحقیقات، کارآگاهان اداره دهم با مراجعه به محل سکونت مالک خودرو پژو 405 اطلاع پیدا کردند که محمدرضا (مالک خودرو) برادر یکی از مجرمان سابقه دار و حرفه‌ای پلیس آگاهی بنام علیرضا . م (30 ساله) در زمینه "کیف قاپی"، "زورگیری" ، و "گردنبندقاپی" است و علیرضا یک هفته پیشتر، با قرار وثیقه آزاد و از آنزمان متواری شده بود.
با شناسایی علیرضا . م ، بررسی فرضیه نقش و مشارکت احتمالی وی در ارتکاب جنایت در دستور کار اداره دهم پلیس آگاهی تهران بزرگ قرار گرفت و کارآگاهان در تحقیقات بعدی و با بهره گیری از بانک اطلاعات مجرمین سابقه دار موفق به شناسایی هویت مقتول به عنوان یکی از مجرمین حرفه‌ای در زمینه کیف قاپی و سرقت داخل خودرو و همچنین یکی از دوستان علیرضا، بنام "مجتبی . ش" (30 ساله) شدند.
در ادامه رسیدگی به پرونده، کارآگاهان اداره دهم در تحقیقات از محل سکونت محمدرضا و علیرضا (دوبرادر) اطلاع پیدا کردند که مقتول در 13 اردیبهشت ماه به منزل آنها در اتوبان آهنگ مراجعه و در آنجا با علیرضا درگیر شده است که طی آن مقتول (مجتبی) توسط علیرضا مورد اصابت چاقو از ناحیه گردن قرار گرفته و پس از فرار قاتل از محل جنایت، مقتول توسط برادر قاتل (محمدرضا) به بیمارستان منتقل شده است.
با آغاز تحقیقات جهت شناسایی مخفیگاه علیرضا، کارآگاهان اداره دهم در تحقیقات پلیسی اطلاع پیدا کردند که علیرضا پس از متواری شدن از تهران و اطلاع از مرگ مجتبی، به یکی دیگر از مجرمین سابقه دار بنام حامد . ط (28 ساله) در زمینه سرقت لوازم داخل خودرو مراجعه و توسط این شخص اقدام به تهیه یک مخفیگاه مجردی در شهرستان کرج کرده است؛ همچنین کارآگاهان اطلاع پیدا کردند که این دو نفر (حامد و علیرضا) گروه جدیدی در زمینه سرقت داخل خودرو ایجاد و سرقتهای متعددی در تهران و کرج انجام داده‌اند.
همزمان با اقدامات و تحقیقات گسترده پلیسی، مخفیگاه حامد نیز در خیابان فرهنگ شناسایی و با اطمینان از حضور متهم اصلی پرونده قتل ( علیرضا ) در این محل، در ساعت23 روز 26 مهرماه اقدام به دستگیری علیرضا و انتقال وی به اداره دهم پلیس آگاهی کردند .
متهم پس از انتقال به اداره دهم پلیس آگاهی تهران بزرگ، صراحتا به ارتکاب جنایت و قتل مجتبی اعتراف کرد و به کارآگاهان گفت: "شب حادثه به همراه مجتبی - که باهم به کیف قاپی می‌رفتیم - به منزل ما رفتیم؛ مجتبی قصد داشت تا طوطی کاسکو‌اش را از من باز پس بگیرد اما من مخالفت کردم و مانع بردن طوطی شدم؛ همین موضوع زمینه درگیری ما دو نفر شد؛ درحالیکه قصد داشتم تا با چاقو ضربه‌ای به پیشانی مجتبی زده تا او را بترسانم، ناگهان او سرش را به پهلو کشید و همین موضوع باعث شد تا چاقو به گردن او برخوردکند؛ زمانیکه مجتبی چاقو خورد، او خودش را به بیرون از خانه ما رساند و در آنجا با توجه به خونریزی شدید ناشی از پارگی رگ اصلی گردن، بیهوش شد و روی زمین افتاد؛ من که بسیار ترسیده بودم به سرعت از محل فرار کردم ؛ بعدا متوجه شدم که برادرم محمدرضا، مجتبی را به بیمارستان رسانده و در آنجا فوت کرده است ".
سرهنگ کارآگاه آریا حاجی زاده ، معاون مبارزه با جرایم جنایی پلیس آگاهی تهران بزرگ، با اعلام این خبر گفت: با توجه به اعتراف صریح متهم به ارتکاب جنایت، قرار بازداشت موقت از سوی بازپرس پرونده صادر و متهم برای انجام تحقیات تکمیلی در اختیار اداره دهم پلیس آگاهی تهران بزرگ قرار گرفته است.
