پس از آن مأموران به محل جنایت که خانه‌ای در منطقه کهریزک بود اعزام شدند و با بررسی‌های اولیه مشخص شد که عامل قتل بدون هیچ درگیری‌ ای وارد خانه شده و مقتول را زمانی که نوزادش در خواب بوده به قتل رسانده است. مشاهدات اولیه حاکی از آن بود که قاتل با بریدن گلوی قربانی او را کشته و سپس طلاهایش را به سرقت برده است.

در نخستین گام از تحقیقات مأموران به سراغ نزدیکان مقتول رفتند و پس از چند روز بررسی به پسردایی او که اعتیاد داشت ظنین شدند. در بازرسی از خانه مرد جوان که تازه از زندان آزاد شده بود یکی از النگوهای مقتول را پیدا کردند.
به این ترتیب وی بازداشت شد و وقتی در برابر مستندات قرار گرفت به قتل مریم اعتراف کرد و در توضیح ماجرا گفت: روز حادثه پولی برای خرید مواد نداشتم و یادم افتاد که دختر عمه‌ام چند النگوی طلا دارد که با فروش آنها می‌توانم پول موادم را تهیه کنم به‌همین دلیل منتظر ماندم تا شوهرش از خانه خارج شود و پس از آن به خانه‌شان رفتم. از مریم خواستم تا النگوهایش را به من بدهد که او عصبانی شد و می‌خواست در را باز کند و من را از خانه‌شان بیرون بیندازد که در یک لحظه عصبانی شدم و سرش را محکم به دیوار کوبیدم و بعد با چاقو گلویش را بریدم و النگوهایش را درآوردم و از خانه فرار کردم. آن موقع دختر مریم خواب بود و چیزی ندید.
با اعتراف صریح متهم، پرونده برای رسیدگی به شعبه 71(سابق) دادگاه کیفری استان تهران فرستاده شد.

اولین جلسه دادگاه
در ابتدای این جلسه مادر و همسر مقتول به جایگاه رفتند و درخواست قصاص کردند.پس از آن مادر مریم به جایگاه رفت و گفت: 12 سال قبل پدر مریم ما را ترک کرد و دیگر از او خبری نداریم از این رو من از طرف خودم برای متهم درخواست قصاص دارم.
سپس هیأت قضایی وارد شور شد و برای روشن شدن وضعیت پدر مقتول و تعیین تکلیف درباره درخواست اولیای‌دم پرونده را به دادسرا بازگرداند. باتوجه به اینکه هیچ ردی از پدر مقتول به دست نیامد رئیس قوه قضائیه درخواست قصاص را مطرح کرد و پرونده برای دومین‌بار به دادگاه کیفری فرستاده شد.

دومین جلسه دادگاه
در این جلسه نیز مادر و همسر مقتول بازهم بر درخواست قبلی‌شان تأکید کردند.
این‌بار همسر مقتول گفت: روز حادثه وقتی به خانه برگشتم و با جسد همسرم روبه‌رو شدم شوکه بودم به‌خصوص وقتی متوجه شدم دختر چند ماهه‌ام چند ساعت در کنار جسد مادرش تنها بوده و از گرسنگی روی بدن مادرش افتاده بود تا شیر بخورد به همین دلیل سر و صورت بچه‌ام خونی شده بود من به‌هیچ عنوان حاضر به گذشت نیستم.
در پایان قضات وارد شور شدند و متهم را به قصاص با پرداخت تفاضل دیه از سوی اولیای دم و 10 سال حبس محکوم کردند که این حکم در دیوان‌ عالی کشور نیز مهر تأیید خورد و متهم در یک قدمی چوبه‌دار قرار گرفت. بااین حال اولیای دم به علت اینکه نتوانستند در طول 11 سال پول تفاضل دیه را به متهم پرداخت کنند کریم با درخواستی از قضات دادگاه کیفری خواست تا او را از بلاتکلیفی رها کنند.
به این ترتیب طبق ماده ۴۲۹ قانون مجازات اسلامی پرونده متهم برای بار سوم به دادگاه کیفری یک استان تهران آمد.
سومین جلسه دادگاه
در ابتدای این جلسه که در شعبه 2 برگزار شد همسر مقتول به جایگاه رفت و گفت: من پاکبان بودم و با سختی کار می‌کردم تا خانواده‌ام راحت زندگی کنند اما متهم با قتل همسرم زندگی‌مان را نابود کرد به دلیل اینکه کسی را نداشتم تا از دخترم مراقبت کند او را به مدرسه شبانه فرستادم. دخترم وقتی بزرگتر شده بود بیماری روحی پیدا کرده و مجبور بودم او را مدت‌ها نزد روانپزشک ببرم. در این سال‌ها هم خودم به چوپانی مشغول شدم. باور کنید من ماهی 5- 6 میلیون تومان بیشتر درآمد ندارم و با این پول توانایی پرداخت تفاضل دیه را نداشتم وگرنه حتماً آن را پرداخت می‌کردم تا قاتل مادر دخترم را به سزای عملش برسانم. حالا هم اگر لازم باشد حاضریم با دخترم تکدی‌گری کنیم و پول تفاضل دیه را جور کنیم تا قاتل قصاص شود.
سپس متهم به جایگاه رفت و گفت: من کارگر کابینت‌ساز بودم و زن و بچه داشتم اما همسر و فرزندانم من را رها کردند و رفتند. یعنی حتی کسی را ندارم که برایم وثیقه بگذارد تا از زندان بیرون بروم. دخترعمه‌ام زن خوبی بود من در حق او و خانواده‌اش بد کردم به همین دلیل خودم را مستحق مرگ می‌دانم و لیاقت زندگی کردن ندارم.در پایان جلسه قضات برای صدور رأی وارد شور شدند.