警方初步調查，陳男與林姓妻子分居，2人約定輪流照顧4歲兒子，15日上午11點多，林女（37歲）騎機車載著妹妹，返回陳男位於北屯區陳平路住處，當她收拾好孩子行李，欲帶幼子離去時，陳男追至樓下，糾纏不休，2人越吵越凶，陳男（43歲）突然抓狂嗆道：「妳就這樣要離開！」然後掏出一把折疊刀，往林女胸口猛刺，然後丟下妻兒，騎機車倉皇逃離現場。
消防局勤務中心獲報，立刻派遣救護車到場，救護人員發現林女胸口有刺傷，大量失血，到場時已經沒有生命跡象，經送往中國附醫搶救，半小時後仍宣告不治，轄區第五分局獲報，立刻調閱路口監視器，「以車追人」，搜索陳嫌行蹤。
專案小組發現，陳男騎機車逃了一段路，然後棄車徒步行走，接著搭小黃轉移陣地，再以步行遁入沒有監視器的小巷子裡，企圖製造「斷點」，這段逃亡過程，他至少搭了4次計程車，逃避警方追捕；而且事後查知，他行兇後一度跑到友人住處尋求庇護，但友人勸他投案未果，陳嫌未獲收留，悻悻然離開。
由於陳嫌關掉手機，不與親友聯繫，因此警方派員在「現譯台」即時追蹤其通聯發話位址，卻一無所獲，但專案小組不氣餒，過濾上千隻路口監視器，展開地毯式搜索，發現他犯案後走遍大半個台中市，且逃亡第一夜，曾在某處工地落腳，半夜又驚慌離開，在暗夜裡步行。
最後，警方查出陳嫌藏身於北屯區某興建中宮廟的工地，昨天下午1點多，專案小組前往緝捕，在工地2樓發現陳嫌呼呼大睡，幹員將他叫醒，陳嫌情知難逃法律制裁，沒有反抗，隨即帶著辦案人員起出殺妻的折疊刀，警方漏夜偵訊，並於今天上午依殺人罪嫌，將他移送台中地檢署偵辦。
