با انتقال جسد به پزشکی قانونی تحقیقات در این زمینه آغاز و پلیس متوجه شد، خودرو زمان افتادن به دره خاموش بوده و کیسه هوای آن هم که محافظ راننده است نیز عمل نکرده، بنابراین فرضیه وقوع قتل در پرونده مصطفی مطرح شد و خانواده مقتول مورد بازجویی قرار گرفتند. آنها گفتند مصطفی برای خرید یک ویلا قرار بوده به نجفآباد اصفهان برود، اما چرا در سمیرم دچار حادثه شده است را نمیدانیم.
ماموران پلیس بنگاهداری را که با مصطفی تماس گرفته و قرار خرید را گذاشته بود تحت بازجویی قرار دادند، آرش مرد بنگاهدار در بازجوییها دچار تناقضگویی شد و سرانجام مجبور به اعتراف شد. وی گفت: مصطفی از من خواسته بود برایش یک ویلا پیدا کنم و در صورت مناسب بودن قیمت، خودم قولنامه را امضا کنم تا مصطفی برسد، او یک چک 50 میلیون تومانی هم به من داد تا سر قولنامه از آن استفاده کنم، از وقتی مصطفی رفته بود فکر این چک از سرم بیرون نمیرفت. سرانجام وسوسه شدم و آن را نقد کردم، 20 میلیون تومان از پولی که نقد شده بود را به پدرم دادم و 30 میلیون تومان برای خودم مانده بود.
متهم ادامه داد: وقتی پول را به دست آوردم یک دفعه ترس همه وجودم را فرا گرفت. میدانستم دیر یا زود مساله نقد کردن چک مشخص خواهد شد و آبرویم خواهد رفت، به همین خاطر نقشه قتل مصطفی را کشیدم و برای عملی کردن آن از دوستم فرهاد هم کمک گرفتم، قرار شد از 30 میلیون تومانی که برای خودم مانده مبلغی هم به فرهاد بدهم.
متهم ادامه داد: روز حادثه با مصطفی تماس گرفتم و به بهانه قولنامه ویلا او را به نجفآباد کشاندم در آنجا به بهانه گردش به اتفاق فرهاد سوار ماشین او شدیم و پس از اینکه ضربهای به سرش زدیم، در حالت نیمهجان یک چک دیگر هم از او گرفتیم و بعد ماشین را به سمیرم بردیم و در حالت خاموش خلاص کردیم و به ته دره انداختیم.
در حالی که پلیس تحقیق برای دستگیری فرهاد را آغاز کرده بود، مشخص شد چند روز بعد از قتل، فرهاد در یک تصادف جان خود را از دست داده است. بنابراین آرش به عنوان تنها متهم تحت محاکمه قرار گرفت و با تقاضای اولیای دم و رای دادگاه به قصاص محکوم شد، این رای در دیوان عالی کشور نیز مورد تایید قرار گرفت و سرانجام پس از 6 سال تلاش، آرش موفق نشد رضایت خانواده مصطفی را جلب کند و پرونده در دادسرای اجرای احکام اصفهان در نوبت اجرا قرار گرفت.
به رغم جلسات صلح و سازش که با خانواده مصطفی برگزار شد، آنها حاضر به رضایت نشدند و سرانجام این جوان در محوطه زندان قصاص شد.