據警方調查，越南籍的李女在台灣結過二次婚，育有一子一女，比對兒子的DNA後，確認死者就是李女，李女母親也從越南飛來台灣認屍。李母告訴警方，女兒很顧家，但因為沒有特別專長，只能在小吃部當陪侍小姐，賺錢會匯回越南。警方清查匯款紀錄，發現有筆300美元的匯款日期為2006年10月20日，但李女10月14日就被發現陳屍堤防，顯見有人以她的名義匯款。
警方進一步調查，李女1995年嫁來台灣時才19歲，與第一任邱姓丈夫婚後住在屏東市，育有一子，1998年6月離婚，後改嫁屏東縣內埔郭男，生下一女後離異，女兒被送到越南，由李母扶養。
為了緝凶，警方訪查李女的友人，查出她與蔣姓男子在里港同居，且李女2006年9月26日晚間從越南回台後，只有打電話給蔣，蔣也曾前往高雄小港機場接機。不過，警方約談蔣時，他卻避重就輕。
後來，警方對蔣男進行測謊，發現他在接機、李女生死等問題上都出現異常反應，也無法清楚交代案發時的行蹤，加上警方在他家中搜出死者的衣物、手環、皮包等，蔣男自知難逃法網，終於坦承犯案。
蔣男供稱，他和李女認識一年半後同居，也會提供李女娘家經濟支援，對她非常好，沒想到同居不到三個月，李就開口提分手，讓他很生氣。
後來李回越南探親返台，他特別去接機，希望挽回李，他還把車開到里港大橋堤防邊，與李在車上發生性關係，不料，李事後卻還是說：「我要和你分手！」還說她在越南已有老公、小孩，並打算離開屏東，到嘉義坐檯上班。
聽到李女這麼說，蔣男情緒失控，認為李將他榨乾後就想分手，一時氣憤，掐住李的脖子，直到她不再掙扎也沒有氣息才鬆手，最後將全身赤裸的李載到偏僻水溝棄屍。
