Οι πρώτες υποψίες ήρθαν όταν μετά την καταγγελία του πατέρα περί εξαφάνισης ή αρπαγής οι αστυνομικοί πήγαν στο σπίτι της οικογένειας στην Αγία Βαρβάρα.
Το σενάριο που είχε δώσει ο 61χρονος συνταξιούχος αστυνομικός έλεγε πως είχαν μπει κλέφτες στο σπίτι, ότι άρπαξαν κοσμήματα και πιθανότατα και την 6χρονη κόρη του που είχε κινητικά προβλήματα. Οι αστυνομικοί αμέσως κατάλαβαν ότι τα ίχνη ληστείας στο σπίτι ήταν μάλλον σκηνοθετημένα.
Την ίδια ώρα ο πατέρας της μικρής Στέλλας Εικοσπεντάκη έπεφτε σε αντιφάσεις. Έλεγε πως είχε πρόβλημα και πως έπαιρνε βαριά αγωγή. Οι αστυνομικοί διαπίστωσαν ότι έπαιρνε βαριά αντικαταθλιπτικά χάπια και κατάλαβαν ότι ο 61χρονος είχε πρόβλημα. Ενώ ήδη είχε ξεκινήσει η έρευνα για τον εντοπισμό της μικρής οι αστυνομικοί ερευνούσαν και προς την κατεύθυνση του πατέρα. Τότε πήραν τις πρώτες πληροφορίες για βίαιη συμπεριφορά απέναντι στα παιδιά του.
Ζήτησαν αμέσως να εξεταστεί ο δίδυμος αδελφός της μικρός Στέλλας. Όταν ο ειδικός ψυχολόγος εξέτασε το παιδί σήμανε συναγερμός. Ο μικρός είπε στον ψυχολόγο “μπήκαν κλέφτες στο σπίτι μας και άρπαξαν την αδελφούλα μου”. Φράση που έδειχνε ότι ο πατέρας το είχε “δασκαλέψει” να πει το σενάριο που έλεγε και ο ίδιος στους αστυνομικούς.
Αμέσως δόθηκε εντολή να στον δήμο να μην αδειάσουν οι κάδοι σε ακτίνα 2,5 χιλιομέτρων από το σπίτι της οικογένειας.
Άρχισαν οι έρευνες. Οι αστυνομικοί εντόπισαν τα κοσμήματα που ο πατέρας είχε ισχυριστεί ότι άρπαξαν οι κλέφτες από το σπίτι. Αυτό κίνησε σοβαρές υποψίες.
Όταν έδειξαν τα κοσμήματα στον 61χρονο, ουσιαστικά του έδειξαν και τις αποδείξεις ότι είχαν στοιχεία πως έλεγε ψέμματα.
Κάπου εκεί ο συνταξιούχος αστυνομικός “έσπασε”. Ομολόγησε πως δεν είχε γίνει κλοπή και τότε ήρθε η δεύτερη ερώτηση. Για την τύχη του παιδιού.
Εκεί ο μέχρι τότε “ψύχραιμος” 61χρονος αποφάσισε να λύσει τη σιωπή του. Περιέγραψε πως όταν ήρθε η ώρα να βάλει για ύπνο τα παιδιά έκανε μπάνιο πρώτα το μικρό αγόρι και ύστερα επιχείρησε να κάνει το ίδιο και με τη μικρή Στέλλα. Το παιδί αντιδρούσε και έκλαιγε. Έλεγε πως θέλει τη μαμά του που έλειπε καθώς έπρεπε να κάνει μια επέμβαση στο νοσοκομείο.
Όπως περιέγραψε ο δράστης έβαλε τη μικρή στο μπάνιο και προσπάθησε να την πλύνει. Το παιδί συνέχισε να αντιδρά και να κλαίει. Τότε είπε την έσφιξε δυνατά στην αγκαλιά του και της έκλεισε το στόμα με την παλάμη του. Λίγο αργότερα, όπως είπε το παιδί σταμάτησε να κινείται.
Τότε όπως περιέγραψε στους αστυνομικούς την τύλιξε με την αγαπημένη της κόκκινη κουβερτούλα, έβαλε το κορμάκι της σε σακούλα σκουπιδιών και βγήκε στο δρόμο. Περπάτησε ενάμισι χιλιόμετρο με το νεκρό παιδί του μέσα σε σακούλα σκουπιδιών. Τοποθέτησε το άψυχο κορμάκι της μέσα σε έναν κάδο και επέστρεψε στο σπίτι.
Δεν ήταν σε θέση να πει στους αστυνομικούς σε ποιον κάδο είχε αφήσει το σώμα του παιδιού. Τότε μέσα στη νύχτα δόθηκε εντολή να σαρώσουν την περιοχή αστυνομικοί με ειδικά εκπαιδευμένους σκύλους. Το μακάβριο εύρημα ήρθε λίγο μετά τα μεσάνυχτα.