در روز ناپدیدشدن رجبزاده، زن جوان از او خواست حضوری ملاقات کنند و مداح جوان نیز این پیشنهاد را پذیرفت. همین قرار، نقطهای شد که تحقیقات پلیس را به سمت زن جوان و افرادی که با او در ارتباط بودند هدایت کرد. کارآگاهان همچنین خودرویی را شناسایی کردند که پس از محل قرار با سرعت از آنجا دور شده بود و با ردگیری پلاک خودرو، به چند مظنون رسیدند. فیلمی که سرنخ قتل را آشکار کرد
در میانه تحقیقات، فیلمی از صحنه قتل رجبزاده در فضای مجازی منتشر شد؛ فیلمی که به گفته منابع خبری، از سوی عاملان جنایت تهیه شده بود و در اختیار یک شبکه مخالف جمهوری اسلامی قرار گرفته بود. همین فیلم، ابعاد تازهای از پرونده را پیش روی کارآگاهان گذاشت.
پلیس پس از شناسایی مخفیگاه مظنونان، با هماهنگی قضایی وارد عمل شد و پنج مرد و یک زن را بازداشت کرد. در بازجوییها، متهمان به مشارکت در قتل اعتراف کردند. در روایت منتشرشده از سوی رکنا، یکی از متهمان گفته بود که آنها با وعده دریافت چند هزار دلار، رجبزاده را ربوده و پس از شکنجه به قتل رساندهاند.
جزئیات بیشتری نیز در گزارش رکنا از اعترافات زن بلاگر منتشر شده است. او مدعی شده که پس از آشنایی با رجبزاده در فضای مجازی و دریافت تذکرهایی درباره حجاب و فعالیتهایش، موضوع را با دوستپسرش در میان گذاشته است. به گفته این متهم، دوستپسرش پیشنهاد داده بود رجبزاده را با بهانهای به محلی خلوت بکشاند تا او و دوستانش دست به قتل بزنند.
بر اساس همین روایت، قرار بود پس از قتل از صحنه فیلم گرفته شود؛ متهمان مدعی شدهاند تصور میکردند بابت فیلم قتل یک بسیجی پول دریافت خواهند کرد. با این حال، این بخش از پرونده همچنان در مرحله تحقیقات قضایی قرار دارد و جزئیات آن باید از سوی مراجع رسمی تکمیل و تأیید شود.
تحقیقات همچنین نشان داد که رجبزاده با ضربات متعدد چاقو به قتل رسیده و پس از مرگ، پیکرش به آتش کشیده شده است. متهمان گفته بودند جسد را به اطراف پرند منتقل کرده و در بیابانهای این منطقه سوزاندهاند. پایان جستوجو در بیابانهای اطراف تهران
در حالی که پیش از این گفته شده بود پیکر رجبزاده در دسترس نیست، سرانجام با ادامه تحقیقات قضایی و اقدامات جنایی، محل دفن بقایای او شناسایی شد. دادسرای جنایی اعلام کرد پیکر حمیدرضا رجبزاده در اطراف تهران پیدا شده است.
با حضور بازپرس جنایی و تیم تشخیص هویت، پیکر شناسایی و پس از نمونهبرداری برای انجام بررسیهای علمی به پزشکی قانونی منتقل شد. دادسرای جنایی همچنین تأیید کرد که پیکر رجبزاده توسط عاملان جنایت سوزانده شده است.
همزمان با کشف پیکر، سخنگوی فراجا نیز از دستگیری «نفر اصلی دخیل» در این حادثه خبر داد. سردار سعید منتظرالمهدی اعلام کرد فرد اصلی دخیل در این حادثه دستگیر شده و اقدامات انتظامی و اطلاعاتی برای بررسی ابعاد مختلف پرونده ادامه دارد. به گفته او، جزئیات بیشتر پس از تکمیل تحقیقات اعلام خواهد شد.
به این ترتیب، پروندهای که با یک مفقودی ۱۵ روزه آغاز شده بود، حالا با کشف پیکر مقتول و دستگیری عامل اصلی وارد مرحله تازهای شده است؛ مرحلهای که در آن پلیس و دستگاه قضایی باید جزئیات نقش هر یک از متهمان، انگیزه دقیق قتل، نحوه ربایش و قتل رجبزاده و همچنین ماجرای تهیه و انتشار فیلم جنایت را روشن کنند. آنچه تاکنون از سوی منابع رسمی اعلام شده، از وقوع یک قتل سازمانیافته و مشارکت چند نفر در آن حکایت دارد؛ اما تعیین مسئولیت کیفری هر یک از متهمان، نهایتاً بر عهده دستگاه قضایی خواهد بود.
