وقوع دو جنایت ساعت ١١:٣٠ روز ٢٣ آبان از طریق مرکز فوریت‌های پلیسی ١١٠ به کلانتری نیاوران اعلام و با حضور مأموران در محل و انجام بررسی‌های اولیه، مشخص شد جوانی ٢٩ساله به نام «رسول» در طبقه اول و پیرزنی ٧٠ساله به نام «مریم» در طبقه دوم یک ساختمان مسکونی با ضربات چاقو به قتل رسیده‌اند. در ادامه بررسی‌ها مشخص شد رسول، نوه دختری مریم است که در طبقه اول و به‌تنهایی زندگی می‌کرد. پس از تشکیل پرونده مقدماتی با موضوع «قتل عمـد» به دستور بازپرس شعبه ششم دادسرای ناحیه ٢٧ تهران، کارآگاهان اداره دهم ویژه قتل پلیس آگاهی مسئول تحقیق در این رابطه شدند.
روزنامه شرق، پدر رسول که به‌واسطه تماس تلفنی پسرش به محل مراجعه و پس از ورود به ساختمان با جسد فرزندش روبه‌رو شده بود، در اظهاراتش به کارآگاهان گفت: «پسرم، شب گذشته در منزل ما حضور داشت و صبح برای تعویض لباس و رفتن به محل کارش به خانه خود رفت. از آنجا با من تماس گرفت و گفت همسرش به نام آذر به خانه‌اش مراجعه اما در ورودی را از داخل قفل کرده است». پدر مقتول با اشاره به اختلاف میان پسرش و آذر و قصد آنها برای متارکه به کارآگاهان گفت: «رسول و آذر حدود یک سال پیش با یکدیگر ازدواج کردند اما از همان ابتدا اختلافات شدیدی پیدا کردند و به همین علت تصمیم به متارکه گرفته بودند و در این مدت نیز پسرم به‌تنهایی، در طبقه اول منزل مادربزرگش زندگی می‌کرد. زمانی که رسول با من تماس گرفت و عنوان کرد آذر به خانه‌اش آمده اما در را از داخل قفل کرده و اجازه ورود به وی را نمی‌دهد، تصمیم گرفتم به خانه رسول بروم تا مانع از آغاز درگیری دوباره آنها شوم اما زمانی که وارد خانه شدم، با جسد پسرم و مادربزرگش روبه‌رو شدم». کارآگاهان با توجه به اظهارات پدر مقتول و بررسی در ورودی منزل مقتول، اطمینان پیدا کردند رسول پس از تخریب در ورودی به داخل خانه رفته و با فرد یا افرادی درگیر شده و در نهایت به علت اصابت ضربات چاقو به گردن و سایر قسمت‌های بدن به قتل رسیده است.
با توجه به اظهارات پدر مقتول مبنی بر حضور همسر رسول در محل جنایت، کارآگاهان به محل سکونت آذر در همان نزدیکی مراجعه و اطلاع پیدا کردند این زن هم‌زمان با وقوع جنایت متواری شده است. در ادامه تحقیقات، کارآگاهان مطلع شدند آذر همراه یکی از بستگان نزدیک رسول به نام امیر از تهران خارج و هر دو به شهرهای شمالی کشور متواری شده‌اند. در شرایطی که تحقیقات پلیسی برای شناسایی مخفیگاه متهمان در شهرهای شمالی کشور در دستور کار قرار داشت، کارآگاهان اطلاع پیدا کردند آذر و امیر برای تهیه پول به تهران بازگشته‌اند که بلافاصله محل تردد هر دو آنها در منطقه دارآباد شناسایی و سرانجام آنها ساعت ١١ صبح دو روز پیش دستگیر و به اداره دهم پلیس آگاهی تهران بزرگ منتقل شدند. هر دو متهم با آغاز تحقیقات به درگیری با رسول و قتل وی، همچنین ارتکاب به جنایت دوم اعتراف کردند. آنها در اعترافات خود عنوان کردند مقتول پس از تخریب در ورودی واحد طبقه اول، داخل خانه رفت و با آذر درگیر شد. در همین زمان مقتول متوجه حضور امیر در منزل و با او نیز درگیر شد سپس امیر با ضربات چاقو وی را به قتل رساند. مادربزرگ مقتول که با شنیدن صدای درگیری، از طبقه دوم به طبقه پایین آمده و در راه‌پله‌ها ایستاده بود، آذر و امیر را مشاهده و هر دو آنها را شناسایی کرد که او نیز به همین علت توسط متهمان به قتل رسید و این زن و مرد با خودرو پژو پرشیا متعلق به پیرزن از محل جنایت متواری شدند. سرهنگ آریا حاجی‌زاده، معاون مبارزه با جرائم جنایی پلیس آگاهی تهران بزرگ، عنوان کرد: «تحقیقات درباره این پرونده در مراحل مقدماتی قرار دارد و هر دو متهم درباره علت حضورشان در محل سکونت مقتول، اظهارات متناقضی بیان می‌کنند». این مقام انتظامی در ادامه افزود: «با اعتراف صریح هر دو متهم به ارتکاب و مشارکت در هر دو جنایت، قرار بازداشت موقت از سوی مقام محترم قضائی برای هر دو نفر صادر شده و متهمان برای انجام تحقیقات تکمیلی در اختیار اداره دهم پلیس آگاهی تهران بزرگ قرار گرفته‌اند».
