法醫相驗死者屍體，但並未發現致命傷口，研判少女很可能是遭膠帶封住口鼻，窒息而死，另外還在死者脖子上發現明顯勒痕，懷疑是凶手掐住少女脖子留下來的痕跡。
案發後不久，1對夫婦至住家附近的派出所報案，說女兒到現在還沒回家，已經失蹤好幾個小時，希望警方協尋。焦急的夫婦說，13歲的女兒彤彤（化名）就讀百福國中，出門時穿藍色裙子、粉色上衣，值班員警內心一驚，因為跟剛剛無線電通報的長安街死者穿著，完全相符。警方告知狀況，夫婦趕到醫院，確認死者就是他們的女兒。
死者的母親告訴警方，案發當天中午12點多，彤彤打電話回家，表示要和同學去逛街，晚點還要去同學家練舞。警方詢問死者同學，拼湊出重要時間軸，彤彤中午和同學逛完街、吃完飯後，準備去另1個同學家練舞，卻在途中遭遇不測。
鑑識人員在彤彤的內褲上採集到血跡以及可疑的生物跡證，並將她臉上的膠帶收集起來，一併送往鑑識中心，這些膠帶看起來應該是事先準備好的，因此沒有採到指紋，也顯示凶手是計畫性犯案。
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