確定趙男遇害後,刑事警察局和轄區霧峰警分局立即組成專案小組偵辦,並根據林男的供詞,在台中龍井一處民宅3樓,逮捕要求林協助棄屍的女子黃麗燕。身高只有150多公分、面貌清秀的黃女,見到警方並不慌張,十分鎮定,當下連警方都懷疑,一個弱女子怎麼可能殺害比她高大許多的趙男,再將他分屍?
警方抽絲剝繭、深入調查後得知,黃女在2000年參加聯誼活動時,認識擔任工程師的林姓男子,林對黃展開追求,2人順利成為男女朋友。2年後,黃到台中工作,因為常修手機,認識了開通訊行的趙男,但不知趙是有婦之夫,在趙的追求下,2人開始交往,趙甚至經常在黃的租屋處留宿。
交往期間,黃女發現自己懷孕、告訴趙男,趙才向她坦承自己其實有妻小,要求黃墮胎,黃為了趙,最後選擇墮胎,不料,隔年趙竟提出分手,心有不甘的黃開始藉故騷擾,經常到趙開的通訊行賴著不走,店員還曾報警將黃趕走,黃、趙2人甚至多次爭吵並大打出手,不過,趙始終無法下定決心與黃切乾淨,雙方仍繼續糾纏。