پس از شکایت خانواده محمدرضا در پلیس آگاهی، تحقیقات در این زمینه آغاز شد و ماموران به مردی به نام شاهین مشکوک شده و او را دستگیر کردند. در بررسی خانه متهم، ماموران با لکه های خون روی کف و دیوار یکی از اتاق ها روبه رو شدند. کارآگاهان در اتاق دیگری لباس خون آلودی کشف کردند که با مشخصات لباس «محمدرضا» مطابقت داشت. همزمان ماموران هنگام گشتزنی در یکی از محله های شهر، گونی خون آلودی پیدا کردند که بوی تعفن می داد. ماموران وقتی گونی را باز کردند با جسد «محمدرضا» روبه رو شدند.
پزشک جنایی پس از معاینه جسد اعلام کرد، پسر خردسال پس از آزار و اذیت بر اثر اصابت ضربه های چاقو به گردنش جان باخته است. بازجویی ها از «شاهین» ادامه داشت تا این که لب به اعتراف گشود و گفت: شب حادثه وقتی پسر بچه را تنها در کوچه دیدم، وسوسه شده و او را ربودم. به بهانه این که می خواهم او را به هیات ببرم، «محمدرضا» را فریب داده و دو نفری با موتور به سمت خانه ام رفتیم. او وقتی متوجه نیت من شد، قصد فرار داشت که با چاقو کشتمش. جسد را در یک گونی گذاشتم و در محله دیگری رها کردم.
با توجه به حساسیت موضوع، متهم صحنه قتل را بازسازی کرد و پرونده برای محاکمه وی به دادگاه کیفری استان یزد فرستاده شد. قضات دادگاه کیفری استان یزد پس از محاکمه مرد جوان و با توجه به درخواست اولیای دم، شاهین را به قصاص محکوم کردند. رئیس کل دادگستری یزد در این خصوص گفت: پس از صدور حکم قصاص و اعتراض قاتل به حکم مجازاتش، پرونده برای بررسی اعتراض به صورت پیک به دیوان عالی کشور فرستاده شد که قضات دیوان عالی کشور هم به صورت فوق العاده به آن رسیدگی کرده و حکم قصاص را تائید کردند.
قاضی محمدرضا حبیبی ادامه داد: حکم قصاص پس از استیذان از رئیس قوه قضاییه اجرا خواهد شد.