由於屍體及衣物都未尋獲，檢察官無法相驗、論罪，只好將黃女及楊姓表弟的供詞交由法醫研究所分析，以間接證據作為起訴的依據。
法醫鑑定指出，根據二人的說法，女童的頭部及軀幹，遭受長期、反覆、多次毆打，死因應該是頭部外傷及軀幹鈍挫傷，可能有局部顱內出血，再加上反覆毆打，容易引起橫紋肌溶解，導致腎衰竭、代謝性休克死亡。此外，警方也根據旅館開房紀錄與租屋契約、車輛的停車紀錄與加油單據，比對附近的監視器畫面，還原二人帶著孩子逃亡的狀況，釐清命案發生的時間點。
為求慎重，檢警還向健保署調閱女童更早期的就診資料，確認女童離家前，曾在診所領過藥，離家後就再也沒看過醫生，表示黃女及楊姓表弟沒有盡到照顧之責。不過，偵查過程中，楊棄保潛逃，下落不明，檢方只能發布通緝，並先起訴黃。全案移審法院後，黃避重就輕，強調自己想帶女兒就醫，但因表弟持槍威脅才作罷，把責任推給表弟。
針對女童命案，法院審理後認定，黃女在婚姻存續期間，未經丈夫同意，把年幼的女兒帶走，構成略誘罪，判刑1年2個月；女兒受傷、生病，卻沒帶女兒就醫，構成過失致死罪，判刑1年半；與表弟共同遺棄屍體，判刑1年，合併執行3年徒刑，還要賠前夫157萬元，全案定讞，黃也入獄服刑。
至於楊姓表弟逃亡3年後，因涉及槍砲案，被警方鎖定、逮捕，加上毆打女童致死、遺棄屍體等罪，一共被判刑13年10個月，為自己的惡行付出代價。
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