در ادامه با بررسی اوراق همراه مقتول هویت او به نام موسی شناسایی و مشخص شد وی تبعه کشور عراق است که غیرمجاز در ایران ساکن است. همچنین شاهدان جنایت مدعی شدند قتل توسط یک زن رخ داده و قاتل بلافاصله از محل متواری شده است. 

در ادامه با شناسایی خانواده مقتول آنها ادعا کردند که فرزندشان چندی قبل با زنی ایرانی به نام سارا ازدواج کرده است. با شناسایی زن ۲۳ ساله بلافاصله کارآگاهان به خانه او در قلهک رفته و تحقیقات را آغاز کردند. 

زن مقتول در بازجویی های اولیه منکر قتل شد تما وقتی فیلم دوربین مدار بسته محل جنایت را دید به قتل اعتراف کرد و گفت: با همسرم دچار اختلاف بودم تا اینکه نقشه قتل او را کشیدم. همسرم در خانه اسلحه ای را نگهداری می کرد که امروز آن را برداشته در محله دروس با شلیک سه گلوله همسرم را به قتل رساندم. بعد از قتل به خانه آمدم و با صحنه سازی قصد داشتم طوری وانمود کنم در قتل نقشی ندارم. 

با اعترافات زن ۲۳ ساله به همسرکشی او به دستور بازپرس جنایی تهران بازداشت شد.