警方18日22時許接獲被害人女兒報案，指稱父親早上5時許駕駛自小客車外出後，到了晚間手機都無人接聽，因有聽聞父親要去收房租，她擔心父親的安危，希望警方能夠協尋。
警方前往余男出租的套房處探查，陳嫌神色自若、應答如流，所長發覺陳嫌對該案件過於熱情，還主動詢問相關細節，行為異於常人。經警方同步調閱租屋處監視器影像，發現監視器電源已遭人刻意拔除，而監視器畫面顯現陳嫌經過鏡頭後即斷電，因陳嫌無法提出合理說詞，員警認為他相當可疑。
警方調查被害人車輛，發現該車案發時，曾在陳嫌租屋處附近出現過，且車輛從新化行駛至關廟地區後又返回新化，警方隨後於新化果菜市場停車場尋獲被害人車輛，但卻不見被害人蹤跡，加上陳嫌供詞反覆，突破心防後，陳嫌坦承殺害余男。
陳嫌供稱因不滿被害人催繳房租，便向被害佯稱說要付房租，將其騙至山區偏僻地點，手持螺絲起子將其殺害並棄屍草叢，警方帶陳嫌前往棄屍地點尋獲被害人屍體，全案依殺人罪嫌報請臺南地方法院檢察署指揮偵辦。
