為了蒐證，警方重返林女住處，並在主臥室及客廳牆面採集到微量血跡，經比對後確認是陳男所有，研判他就是在這裡遇害，隨後找來林女的前夫訊問，他表示前妻曾透露與陳在高雄蚵仔寮漁港談判，一言不合，將陳推下消波塊，不知他是生是死。
警方隨即前往漁港搜尋，果然在附近找到陳的轎車，車內有陳的證件，也有少許血跡，警方進一步調查林的行車路線，發現她出門後一路向南，先前往屏東，再往台東方向行駛，最後把車開回蚵仔寮漁港附近，並搭乘計程車回到住處。警方懷疑林殺害陳男後分屍，之後載往海邊棄屍，但與海巡隊花了數月在南迴公路沿線搜尋，還派小艇出海打撈，都沒有找到陳的屍體。
警方深入調查發現，陳有過3次婚姻，因長相俊俏、身材高挑，加上又是名校碩士、說話風趣，很有女人緣，經常透過網路聊天室認識女性朋友，警方從種種跡象研判，林可能是發現陳另結新歡，所以將對方殺害，之後在住處分屍，再將屍塊裝入行李箱丟入海中，最後畏罪輕生。
不過，林女真正的殺人動機、過程，以及陳的屍體到底在哪？都隨著林死去成為謎團。案發隔年，檢方偵查終結，認定林殺害陳後棄屍，但因林女已死亡，因此做出不起訴處分，陳也在失蹤7年後，被法院宣告死亡，為這起命案畫下句點。
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