警方前往葉原宏的住處及他的車內詳細搜索,找到失蹤2個多月的王女存摺、證件、機車行照、鑰匙、鑽戒及項鍊。葉供稱,他是在一間舞廳認識王女,之後見過幾次面,9月初在舞廳撿到她的皮包,想找機會還給她,才把皮包收起來。儘管測謊結果顯示葉說謊,但他仍矢口否認殺害王女。
為了偵辦王女失蹤案,警方二個月內從看守所借提葉原宏偵訊24次,前23次葉都堅稱9月7日和王女分開後,就不曾見過她。
為了突破僵局,警方找來葉原宏的趙姓女友了解案情。趙女到警局說明時,手機正好響起,但因收訊不佳,當場咒罵:「死葉原宏,送這個爛手機!」當時在場的王女女兒覺得手機十分眼熟,告知趙女這是她母親的手機,趙女一聽嚇得摔落手機,奪門而出。
員警安撫趙女後,趙女才透露,葉原宏除了送她手機,還送她衣服和鞋子,但她感覺這些衣物像是用過的。警方請她將這些物品帶到警局,王女的友人認出是王女失蹤前穿的黑色蕾絲洋裝及鞋子。
趙女還告訴警方,自從收下葉原宏送的手機及衣物後,就常夢到2名女子光著身體來找她,而手機不僅收訊差,還曾經聽到類似哭泣的聲音。
掌握相關事證後,警方第24次借提葉原宏時,將證物一字排開,並對他曉以大義,他才終於承認殺害王女。
葉原宏供稱一年多前認識王女,2人約會10多次,最後一次約王女吃晚餐後,還開車載王女兜風,王女向他要10萬元,他不答應,王女就出手打他的額頭,罵他小氣,並拿啤酒瓶往他身上丟,還說要找黑社會對付他的家人;他一氣之下,失手勒死王女,還脫光她的衣服,埋屍在一處空地。
連奪2條人命的葉原宏,很快被依殺人罪嫌起訴,法院審理後判處死刑,但最高法院考量他有情緒問題,改判無期徒刑,為全案劃下句點。