等警方離開後，弟弟林宇光立刻打電話給哥哥說：「警察找上門了，你趕快回來處理投資的事，這件事我跟爸爸都是清白的！」這段對話被警方監聽錄下，成為關鍵證據。
警方約談林家父子到案，三人都否認犯案，專案小組只能設法一一突破。警方得知林宇光有一名腦性麻痺的兒子，於是在隔離偵訊時問他：「要是你們全被認定有罪，這個可憐的孩子怎麼辦？」林聞訊後崩潰大哭，告訴警方：「都是我哥哥下手的，我沒有殺人！」
在隔壁房間接受偵訊的林舜銘聽到弟弟的哭聲，以為弟弟已經招認，也向警方認罪，強調因一時氣憤，才會對樓痛下殺手。
離奇的是，當警方帶著林家兄弟重回雲森瀑布搜尋剩餘屍塊，並模擬棄屍過程時，卻發現有媒體拍攝。原來，當天有民眾到當地旅遊，拍照時意外在棄屍地點附近墜谷身亡，媒體聞訊前來採訪。更詭異的是，承辦警官在溪邊搜尋骸骨時，竟然也摔倒骨折，連續意外讓專案小組成員感到毛骨悚然。
除了林家父子外，死者家屬也懷疑中華理教總會理事長林松輝涉案，因此對他提告，警方傳喚林到案，但他矢口否認從死者手中拿到錢，也不清楚樓為何被殺，警方因無其他證據，只能將其請回。不料，數天後，他竟自殺身亡，留下一封遺書稱：「我積欠房租，加上年老病痛纏身，身體不佳，不得已只能選擇走上絕路！」
針對這起分屍案，法院審理後認定，林舜銘、林宇光、林仕琅不循正途催討債務，對死者私行拘禁，甚至將之勒斃，行凶後為掩飾犯行，毀屍滅跡，更是一錯再錯，造成死者家屬永難抹滅的傷害，且未賠償，也未取得原諒。
不過，法官也認為，此案事出有因，加上林家父子三人均認罪，沒有處以死刑的必要，最後判林舜銘、林宇光有期徒刑18年及14年8個月，林仕琅因未參與殺人，也未能預見樓男會死亡，只依私行拘禁罪判刑8個月，為全案劃下句點。
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