警方透過女大生的姊姊提供的車號調查，果然查出是王鴻偉名下的白色賓士車，立刻聯繫他到案說明，但卻遲遲找不到人。案發後1個小時左右，派出所接獲一名割草工人報案，說在距離車禍地點不遠處的草叢內，有一具下半身赤裸的女屍，警方獲報趕赴現場，發現死者身中多刀，傷勢集中在頸部至胸部間，可以說是血肉模糊，整張臉也因遭亂刀狠砍幾近毀容。
當年承辦此案、時任中正路派出所巡佐的陳明信告訴本刊，當時警方無從得知死者身分，但死者年齡與張女相仿，於是通知家屬前往認屍，姊姊一看到死者的衣服，當場崩潰痛哭，因為妹妹出門前才問過她：「我這樣穿好不好看？」
確認死者身分後，警方立刻前往王家逮人，但卻撲空，直到上午10點多，王鴻偉才在哥哥陪同下，以一身運動裝扮現身警局。王向警方表示，他一早就到淡江大學運動，不清楚車禍事件，還說前一晚停在停車場的賓士車被偷走，否認案發時開車到張家。
雖然王鴻偉否認犯案，但眼尖的警方發現他的運動鞋疑似有血跡，手上也有被刀劃傷的傷痕，於是進行採樣，果然在他的指甲及鞋子發現血跡反應，加上停車場的監視器清楚拍下，他在案發當天一早駕車離開的畫面，他才坦承犯案。
王鴻偉供稱，因為先前與張女口角，所以想找她溝通，但是對方完全不理會，他只好開車離開，結果不慎撞到張女，本來想載她到醫院，但對方上車後又與他爭吵，甚至出手握住方向盤、讓他無法開車，情急之下才將張女抱到行李廂。
他還告訴警方，途中他打開行李廂查看，沒想到張女拿著放在行李廂的西瓜刀企圖砍他，他為了自衛奪刀，因對方不斷抵抗，才持刀砍殺張女。確認張女死亡後，他脫下死者下半身衣物，製造姦殺假象，希望誤導警方，然後將賓士車棄置於台北市士林區，經梳洗清理，再搭計程車到淡大，並致電哥哥求助。
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