با شروع تحقیقات پلیسی، چند روز بعد جسد فرشته در جاده‌ای روستایی پیدا شد. بررسی‌ها نشان می‌داد که وی با ضربات یک تخته سنگ به سرش کشته شده است. همین موضوع باعث شد که راز ناپدید شدن او به تدریج فاش شود. در ادامه کارآگاهان متوجه شدند که فرشته آخرین بار سوار خودروی پسر جوانی به نام آرمان شده است.

آرمان، پسر ۱۸ ساله، به جرم قتل دستگیر و در تحقیقات اولیه به ارتکاب جنایت اعتراف کرد. او اظهار داشت که فرشته را به قصد رساندن به ایستگاه اتوبوس سوار کرده بود، اما در میانه راه تصمیم به تعرض به وی گرفت و پس از درگیری با او، با تخته سنگی که روی زمین بود، چند ضربه به سرش زد و او را کشت.

در پی این اعترافات، خانواده فرشته خواهان قصاص قاتل شدند. اما در دادگاه کیفری استان مرکزی، آرمان ابتدا منکر قتل شد و در پی نقض حکم قصاص در دیوان عالی کشور، پرونده دوباره مورد رسیدگی قرار گرفت. در این روند، دو مرد جوان به پلیس مراجعه کرده و ادعا کردند که آن‌ها قاتلان واقعی هستند و آرمان بی‌گناه است. اما پس از تحقیقات بیشتر، مشخص شد که این دو نفر در واقع از خانواده آرمان پول دریافت کرده‌اند تا او را از مجازات نجات دهند.

پس از گذشت سال‌ها و درگیری‌های قضائی متعدد، همچنان هیچ حکم قطعی در پرونده صادر نشد. حتی مراسم قسامه‌ای نیز برگزار شد، اما با حضور ۴۹ نفر، هیچ حکم قطعی در این پرونده اعلام نگردید. سرانجام، پس از ۲۲ سال از وقوع قتل، دادگاه استان مرکزی اعلام کرد که صلاحیت رسیدگی به پرونده را ندارد و آن را به تهران ارجاع داد.

بررسی‌ها در دادسرای امور جنایی تهران نشان داد که در زمان وقوع جرم، متهم از نظر عقلانی به حد کافی رشد نکرده بود و در نتیجه، به جای حکم قتل، به پرداخت دیه محکوم شد. در نهایت، آرمان پس از گذشت بیش از دو دهه، آزاد شد.