案件發生後，合肥市公安局蜀山分局立即成立專案組。法醫檢驗報告顯示：死者余某沒有受過性侵害。經過對案發現場的勘 查，民警推斷殺人兇手只有1人，身高168cm左右。當天上午，專案組獲得一條重要資訊：案發當晚，筆架山巡邏民警曾在習友路與聖泉路交叉口盤問過一個自稱小強（化名）的少年，其體貌特徵與專案組推斷的嫌疑人十分吻合。民警立即趕到小強家中，發現小強不在家。不過，民警在衛生間內發現了小強沾有鮮血和泥漿的T恤衫和運動褲。經DNA鑒定，小強衣服上的血跡是余某的血。

　　民警幾次到小強家抓捕，均空手而歸。小強就像蒸發了一般，消失得無影無蹤。專案民警通過調查走訪，了解到小強在超市上班期間，曾追求過一個叫小美（化名）的女孩。民警馬不停蹄地趕到小美家，獲悉小美已到江蘇省張家港市打工。

　　8日淩晨，專案組趕到張家港，在當地警方的配合下找到了小美。民警從小美那裏獲得了一條重要消息：小強曾聯繫過她，並説過要找她玩。當晚23時許，民警在對一家旅社進行清查時，發現了正準備睡覺的小強。小強乖乖就擒，並交代了自己搶劫殺人的事實。6月5日晚22時許，小強從歌舞廳唱歌后騎車回家，經過312國道立交橋附近時，碰到了獨自回家的余某。見夜深人靜，囊中羞澀的小強頓生歹意，將自行車藏在路邊，尾隨余某至橋下，衝上前將余某推倒在地，搶走余某的塑膠袋就跑。余某奮力追上小強，試圖奪回被搶的塑膠袋。小強惱羞成怒，隨手從地上揀起一塊石頭朝余某頭部猛砸。余某掙扎了幾下就不動彈了。小強以為余某已死。為掩蓋罪證，小強準備將余某的屍體拖到附近的小樹林藏起來。拖動過程中，余某漸漸恢復了知覺。這時，小強聽見路邊有人騎車的聲音，怕余某呼救，小強將余某拖至旁邊一個小水洼內，余某掙扎了幾下便再也沒有動彈。為了混淆警方視線，小強模倣從電視劇中看到的做法，將余某的下衣脫掉，上衣掀至胸部，偽造余某被人強姦的現場。目前，小強（17歲）已被刑拘。