警方調查，潘、陳2人於2月13日時，入住台北市南京西路旅店，但2月17日退房時，卻是陳男一人拖著粉色大型行李箱離開，潘女從此失去蹤影。潘父報警後，案件經香港警務處通報台灣刑事局後，由刑事局、台北市刑大、大同分局共組專案小組偵辦。
後來陳男在香港遭警方逮捕，並坦承殺害潘女，並將其棄屍於竹圍捷運站附近草堆內，但大行李箱則被陳男丟在捷運中山站旁的巷內。
警方指出，農曆過年時就有民眾反映，在竹圍捷運站附近草叢內，有疑似屍體的腐敗氣味，警方循線追查，終於在草叢內的深溝發現潘女屍體。目前警方已將屍體移往台北市第二殯儀館，待檢察官、法醫相驗後公布死因。
