透過雜貨店通聯紀錄，警方查出口罩男打電話到嘉義某家搬家公司，請他們派一輛空貨車到烏日，卻只搬了一個大行李箱，到中興大學附近某出租套房；這相當不尋常，警方很快循線找到該套房，沒見到行李箱，卻在浴室排水孔採集到些許毛髮、血跡。
另一方面，警方調閱阿翰通聯紀錄，發現他失蹤前頻繁與一名盧姓軍官聯絡，2人是同志情侶，盧表示來台中找阿翰卻撲空，在房裡住了2天，有見到那名口罩男。
接著警方同樣透過阿翰生前通聯紀錄，鎖定逢甲大學附近一間出租套房，找到口罩男，他自稱林○里，卻又拿不出證件，恰巧真正的林姓實習醫師回來，原來口罩男是詐欺、竊盜遭通緝的黃家慶，他與林也是同志情人，警方在2人愛巢找到運屍的大行李箱、沾有肉屑的鋸子，警方研判阿翰已經遭到殺害。
黃家慶被收押後，一直裝傻、佯裝癲癇發作，還滿口胡言；此外，警方查出黃盜領死者存款，且曾拿自己照片，自稱阿翰，要到戶政事務所辦新身分證。儘管種種跡象顯示黃家慶殺人，但沒找到屍體無法起訴，一直到某次檢察官讓他與林男對質，林突然說：「我被你害死了」，黃突然情緒崩潰，終於坦承殺害阿翰；原來，遭通緝的黃家慶，為了重啟人生，竟然異想天開，企圖奪取阿翰的身分「借屍還魂」。
負責偵辦此案的偵查隊長許銀湶說，黃男與阿翰交往時，謊稱自己也是醫學系學生，等時機成熟後，騙對方說有個幫藥廠做人體實驗的打工機會，可賺8到10萬元，他本他打算帶阿翰到宜蘭遊玩，騙他注射藥物致死，再找偏僻處埋屍，但因為盧姓軍官突然跑來找阿翰，於是他取消與黃的約會，打亂對方布局，因此，黃決定提前動手。
案發前，黃騙阿翰注射俗稱「牛奶針」的睡眠引導劑，等他熟睡後，再注射肌肉鬆弛劑，如此他將在睡夢中窒息而亡，這是相當專業的殺人方式，因為這些管制藥物，是林姓實習醫師從急診室偷來的，他也被拖下水，協助分屍、棄屍，當時，為了減少血水流出，林建議分屍前先在屍體淋上滾燙開水，減少血水流出，最後剁成15塊，丟棄在筏子溪、大肚山區等地。
由於法官認為黃家慶毫無悔意，最後依殺人等罪，將他判處無期徒刑定讞；林男則被依毀損、遺棄屍體罪判刑1年4個月，並遭學校開除，因盲目的愛斷送大好前途。
