کارآگاهان در نخستین گام به تحقیق از فرزندان زن 55 ساله به نام فرزانه پرداختند. آنها در تحقیقات گفتند: مادرمان حدود ساعت 6 بعد از ظهر از خانه خارج شد و به ما گفت به خانه همسایه‌مان به نام شهناز می‌رود. ساعتی از رفتن مادرمان گذشته بود که پدربزرگم به خانه آمد و سراغ مادرم را گرفت. به او گفتیم که خانه شهناز است و از آنجایی که مدت طولانی بود که مادرم به آنجا رفته بود پدربزرگم از ما خواست به‌دنبال مادرم برویم. اما زمانی که به خانه شهناز رفتیم و سراغ مادرم را گرفتیم او گفت مادرم آنجا نیست. چند بار دیگر هم به خانه‌اش سر زدیم ولی فایده نداشت. من مطمئنم که مادرم به خانه او رفته است، اگر می‌خواست جای دیگری برود به ما می‌گفت.با توجه به اظهارات فرزندان زن میانسال، کارآگاهان پلیس همدان به سراغ شهناز رفتند.
ماموران که با تناقض‌گویی‌های او رو به رو بودند، با هماهنگی‌های قضایی وارد خانه این زن 35 ساله شدند و در یکی از اتاق‌ها جسد زن همسایه را در حالی پیدا کردند که با ضربه چاقو به قتلرسیده بود.زن جوان که چاره‌ای جز اعتراف نداشت، گفت: فرزانه مدام به خانه ما می‌آمد و از من وسایل خانه‌ام را قرض می‌گرفت و دیگر پس نمی‌داد. از دست کارهایش خسته شده بودم و نمی‌دانستم چکار کنم. چند بار به او تذکر دادم اما فایده‌ای نداشت تا اینکه چندوقت قبل فرزانه به خانه ما آمد و النگوی طلای مرا دزدید. من که متوجه این ماجرا شدم از او خواستم النگویم را برگرداند، اما او هر بار بهانه می‌آورد. نمی‌دانستم چکار کنم اگر شوهرم از این ماجرا با خبر می‌شد برای من مشکل پیش می‌آمد.
سر همین موضوعات بود که باهم درگیر شدیم و او را به قتل رساندم. تصمیم داشتم هوا که تاریک شد، جسد را از خانه خارج کنم که موفق نشدم.رئیس پلیس آگاهی استان همدان گفت: در تحقیقات صورت گرفته چهار نفر دیگر نیز بازداشت شده‌اند اما در ادامه بررسی‌ها دو نفر از آنان آزاد شدند.
این زن پس از به قتل رساندن زن همسایه، موضوع را به برادر شوهرش اطلاع داده و شواهد گویای این بود که آنها منتظر تاریک شدن هوا برای جابه‌جایی جسد بودند. سرهنگ رضا زارعی ادامه داد: تحقیقات برای یافتن انگیزه واقعی این جنایت ادامه دارد.
