警方前往葉原宏的住處及他的車內詳細搜索，找到失蹤2個多月的王女存摺、證件、機車行照、鑰匙、鑽戒及項鍊。葉供稱，他是在一間舞廳認識王女，之後見過幾次面，9月初在舞廳撿到她的皮包，想找機會還給她，才把皮包收起來。儘管測謊結果顯示葉說謊，但他仍矢口否認殺害王女。
為了偵辦王女失蹤案，警方二個月內從看守所借提葉原宏偵訊24次，前23次葉都堅稱9月7日和王女分開後，就不曾見過她。
為了突破僵局，警方找來葉原宏的趙姓女友了解案情。趙女到警局說明時，手機正好響起，但因收訊不佳，當場咒罵：「死葉原宏，送這個爛手機！」當時在場的王女女兒覺得手機十分眼熟，告知趙女這是她母親的手機，趙女一聽嚇得摔落手機，奪門而出。
員警安撫趙女後，趙女才透露，葉原宏除了送她手機，還送她衣服和鞋子，但她感覺這些衣物像是用過的。警方請她將這些物品帶到警局，王女的友人認出是王女失蹤前穿的黑色蕾絲洋裝及鞋子。
趙女還告訴警方，自從收下葉原宏送的手機及衣物後，就常夢到2名女子光著身體來找她，而手機不僅收訊差，還曾經聽到類似哭泣的聲音。
掌握相關事證後，警方第24次借提葉原宏時，將證物一字排開，並對他曉以大義，他才終於承認殺害王女。
葉原宏供稱一年多前認識王女，2人約會10多次，最後一次約王女吃晚餐後，還開車載王女兜風，王女向他要10萬元，他不答應，王女就出手打他的額頭，罵他小氣，並拿啤酒瓶往他身上丟，還說要找黑社會對付他的家人；他一氣之下，失手勒死王女，還脫光她的衣服，埋屍在一處空地。
連奪2條人命的葉原宏，很快被依殺人罪嫌起訴，法院審理後判處死刑，但最高法院考量他有情緒問題，改判無期徒刑，為全案劃下句點。
