در بررسی‌های اولیه، آثار کبودی و سوختگی روی بدن کودک مشاهده و علت اولیه مرگ نیز ضربه مغزی اعلام شد.

در تحقیقات اولیه مادر دخترک به نام بهار مدعی شد همسرش عامل قتل است اما وقتی پدر کودک بازداشت شد مدارکی به‌ دست آمد که نشان می‌داد وی در این جنایت نقشی ندارد.
در ادامه بررسی‌ها مشخص شد پدر و مادر این کودک با هم اختلاف داشته و جدا از هم زندگی می‌کردند اما زن جوان با مردی به نام بهنام آشنا شده و ارتباط دارد. بدین ترتیب هر دو نفر بازداشت شده و تحقیقات از آنها ادامه یافت تا اینکه با گذشت حدود دو ماه از این ماجرا درنهایت بهنام لب به اعتراف گشود و به قتل ناخواسته بهار اعتراف کرد.

متهم 27ساله در تحقیقات گفت: سال‌ها قبل ازدواج کردم و حاصل این ازدواج یک کودک 5ساله است که با مادرم زندگی می‌کند. یک سال قبل در فضای مجازی با مادر بهار آشنا شدم. زن جوان با دختر 5ساله‌اش زندگی می‌کرد. از آنجا که خانواده شوهر این زن در نزدیکی محلی زندگی می‌کردند که خانه او بود و ما نمی‌خواستیم آنها از ارتباط و رفت‌وآمد ما با خبر شوند از بهار می‌خواستیم که از خانه خارج نشود و اطلاعات زندگی مادرش را به آنها ندهد اما او گوش نمی‌کرد و مجبور می‌شدیم کتکش بزنیم. من شیشه مصرف می‌کردم و حالت عادی نداشتم، شیشه مرا عصبانی می‌کرد. دو روز قبل از مرگ بهار او به دستشویی رفته بود و سر اینکه چرا آنجا را خوب تمیز نکرده بچه را با دمپایی کتک زدم. گاهی اوقات هم سیخ داغ به بدنش می‌زدم.
او گفت: روز حادثه از بیرون آمدم و بهار را مقابل در دیدم، خیلی عصبانی شدم و کتکش زدم که سرش به دیوار برخورد کرد و بی‌هوش روی زمین افتاد. مادرش در حیاط بود و با کمک او بچه را به مرکز درمانی بردیم. من نمی‌خواستم بهار کشته شود و بعد از اینکه این اتفاق افتاد فرار کردم و با هویت جعلی در یک ریسندگی خارج از تهران مشغول به کار شدم که پلیس مرا دستگیر کرد.
با اعتراف مرد جوان، به دستور بازپرس شعبه دوم دادسرای امور جنایی پایتخت، دو متهم دراختیار کارآگاهان اداره دهم قرار داده شدند و تحقیقات در این خصوص ادامه دارد.