檢警還原時間軸，案發當天，楊女主動邀約井女到她房間聊天，兩人共處一室到隔天退房時間，楊女突然打電話給導遊，語氣慌張說「井小姐不知道怎麼了，好像被我誤殺了」。飯店人員前往查看，井女已經氣絕躺在床上，頸部左側有深層刀傷，房內無打鬥痕跡，日本警方逮捕楊女，並在他身上查獲一把沾血的菜刀。
楊女到案後供稱，自己有喝酒、吃安眠藥，精神恍惚，對案發過程記憶斷續，但檢警認為她說詞避重就輕，不予採信。
沒想到過了幾日，台南地檢署介入偵辦發現，井女今年5月在網路上應徵工作，結識29歲李姓雇主，兩人不久後登記結婚，李男為井女投保高額的傷害險及意外險，理賠金高達3千多萬元。井女曾向媒體表示，李男曾問她「要不要斷一隻手或腳」，讓她相當恐懼，此外，井女今年9月曾詭異掉落高鐵鐵軌，讓她懷疑是李男搞鬼，為此向友人表示「怕活不到年底」。
檢警還查出，楊女與李男疑似交往關係，李男曾密集鼓勵井女獨自去日本遊玩。專案小組於24日晚間趁李男自日本返台時，在桃園機場將其拘提到案，並搜索住處等7地，拘提、傳喚共7人到案。檢方認定李男涉犯使公務員登載不實、共同殺人及詐欺取財未遂等罪，犯罪嫌疑重大，向台南地院聲請羈押禁見獲准。
