تلاش‌ها برای یافتن او ادامه داشت تا اینکه حدود بیست روز پس از این اتفاق یعنی ۱۹ تیر ماه، پلیس جسد او را در خانه مظنونی که بازداشت شده بود، پیدا کرد. متهم که از ۵ روز بعد از دزدیده شدن آتنا مورد بازجویی قرار داشت، جسد دختربچه را به طور ماهرانه‌ای در پارکینگ خانه خود جاسازی نموده بود.

دادستان اردبیل همان روز از اعتراف متهم به قتل خبر داد و بر رسیدگی فوق العاده به این پرونده تاکید کرد. پس از آن بود که پرونده با نظارت دادستان مرکز استان وارد روند تحقیقاتی شد.

حجت الاسلام والمسلمین محسنی اژه‌ای سخنگوی دستگاه قضا نیز در یکصدو چهاردهمین نشست خبری خود به پرونده قتل آتنا اصلانی اشاره کرد و جزئیات را اینگونه بیان داشت: در همان لحظه که اعلام شد این دختربچه مفقود شده، همه مسئولان استانی با جدیت تمام از جمله نیروی انتظامی، نیرو‌های امدادی و هلال احمر و ودادستانی و سایر دستگاه‌ها بلافاصله وارد کار می‌شوند و همه بررسی‌ها و بازرسی‌های لازم را انجام می‌دهند.

وی ادامه داد: در بررسی‌های اولیه نتیجه‌ای حاصل نمی‌شود؛ در نتیجه به افرادی مظنون می‌شوند؛ از جمله به فردی که اکنون در بازداشت است و براساس قرائن و شواهدی این فرد را تحت تعقیب قرار می‌دهند. بر اساس گزارش دادستانی این فرد در ابتدای بازداشت که هنوز به قتل اعتراف نکرده بود، به همسر خود پیغام می‌دهد که مقداری مواد مخدر را در یک قسمت از محل مسکونی مخفی کرده‌ام که آن‌ها را جابجا کنید.

حجت‌الاسلام والمسلمین محسنی اژه‌ای ادامه داد: همسر وی نسبت به این موضوع نگران می‌شود و موضوع را اطلاع می‌دهد که بلافاصله پس از آنکه برای بررسی می‌روند، به جنازه می‌رسند و به این ترتیب مسئله دنبال می‌شود. دستگاه قضایی استان با تمام جدیت از لحظه اول پیگیر موضوع بوده و ریاست محترم قوه قضائیه نیز تأکید کردند که هرچه سریع‌تر به این پرونده رسیدگی شود.

سخنگوی دستگاه قضا تصریح کرد: در اثنای رسیدگی به این قتل فجیع و دلخراش، متهم به یک مورد دیگر اعتراف می‌کند که من مدت‌ها قبل هم خانم دیگری را به قتل رسانده‌ام و مثلاً در فلان قسمت در چاهی جنازه وی را ر‌ها کرده‌ام که با همه تحقیقاتی که انجام شده، هنوز آثاری از آن جسد (تا زمانی‌که حداقل این گزارش را دادستان به من داده) کشف نشده است. البته، چون این مسئله هم مهم است و هم حق‌الله و هم حق‌الناس محسوب می‌شود، موضوع در حال پیگیری است؛ اما به غیر از اعتراف خود این فرد هنوز اسناد و مدارک و آثاری از آن جسد در آن محوطه‌ای که وی گفته، پیدا نشده است.

تحقیقات ادامه داشت تا اینکه هفتم مرداد و درست 19 روز پس از پیدا شدن جسد این دختر بچه معصوم رئیس کل دادگستری اردبیل از صدور کیفرخواست عامل این جنایت و ارجاع پرونده به دادگاه کیفری یک مرکز استان اردبیل خبر داد.