警方獲報前往賴家逮捕行凶嫌犯，當警方詢問凶嫌是否手刃親姊，賴男不斷自言自語，精神狀態極度不穩，他後來向警方坦承「我犯罪了」，但對行凶動機，若非默不回應，就是說「不知道」，期間曾指姊姊在他小時候就死亡，已經沒有頭顱，「看到的姊姊是鬼」。
警方調查，賴家從小務農，嫌犯沒有工作與姊姊母親同住，因為患有精神疾病，最近常常半夜不睡覺，甚至爬到頂樓發呆，母親與姊姊都會輪流看照他，曾經一度強制送醫治療，但住了40天，又返回家中，病情時好時壞。
由於老母親親眼目睹女兒被兒子斷頭，情緒幾乎崩潰，檢察官與法醫相驗，死者的頭身明顯分離，左胸5處刀傷、頸部5刀跟右肩1刀，可見嫌犯對自己親姊下手凶殘幾乎泯滅人性，賴嫌當天一度主張「提審」，最後被地院駁回，因拒絕夜間偵訊，暫由警方留置，到25日上午完成偵訊，下午2點被警方移送嘉檢偵辦，檢察官向嘉義地方法院聲請羈押裁准。
