İstanbul Asayiş Şube polisi tarafından gerçekleştirilen soruşturma neticesinde cinayetin, Medine Ç. adlı kadın tarafından sevgilisi Erdal Barak'a evlenme şartı olarak işletirdiği ortaya çıktı. Olayın ardından gözaltına alınan Erdal Barak, Orhan Yıldız'ı kız arkadaşına sarkıntılık ettiği için öldürdüğünü itiraf etti.
Sarıyer Bahçeköy ormanlık alana piknik yapmak için gelen vatandaşlar tarafından bir erkek cesedi bulunması üzerine ihbarı değerlendiren polis yetkilileri olay yerine gelerek inceleme yaptı. Öldürülen şahsın üzerinde herhangi bir kimlik bulunamazken şahsın parmak izi alınarak sabıkalı şahıslarla karşılaştırıldı. Yapılan bilgisayar sorgulamasında şahsın ruhsatsız silah taşımak ve oto hırsızlığından sabıkalı Orhan Yıldız' a ait olduğu anlaşıldı.
Öldürülen şahsın kimliğinin belirlenmesi üzerine polis Orhan Yıldız'ın yakın çevresini ve oturduğu yeri ve kullandığı cep telefon numarasını araştırdı. Orhan Yıldız'ın cep telefonu dökümlerinde son görüştüğü kişiler arasında bulunduğu belirlenen yakın arkadaşı Erdal Barak gözaltına alındı. Erdal Barak, olay günü kız arkadaşı ile birlikte pikniğe gittiklerini itiraf edince Medine Ç. ve Şermin S. gözaltına alındı. Sanıkların yapılan çapraz sorgulamada Orhan Yıldız'ın sarkıntılıkta bulunduğu Medine Ç. tarafından sevgilisi Erdal Barak'a evlenme şartı olarak öldürüldüğü ortaya çıktı. İfadeleri alınan zanlılar, tamamlanan sorgularının ardından Sarıyer adliyesine sevk edildi.
