A nyomozóhatóság első körben csak azért kereste a 21 éves Cristiant, hogy a Nagybányán tanuló lány március 5-i eltűnésének körülményeiről kifaggassák, viszont azonnal fordult a kocka, amikor a gyanúsítottat a petei határátkelőnél tartóztatták fel, közvetlenül azelőtt, hogy elhagyta volna az országot. A fiatalembert a határátkelőtől egyenesen a rendőrség székhelyére vitték, ahol több órán át tartott a kihallgatása. Végül a fiú megtört: megdöbbentő részletességgel számolt be az általa elkövetett kegyetlenségről, majd a nyomozóhatóságot elvezette oda, ahol az áldozata holttestét elrejtette.
Az ügyészség csütörtökön téjékoztatást adott ki a gyilkossággal kapcsolatban. Kiderült, Cristian és Carmen március 5-én autóval járták be Szatmárnémetit és környékét, és noha a lány többször is szabadulni szeretett volna, a fiatalember ebben minduntalan megakadályozta. Majd az éjszaka folyamán elvitte a Pusztadaróc és Atya közötti helyszínre, ahol az öklével és egy tompa tárggyal (információk szerint egy kézfejre húzható boxerrel) ütlegelni kezdte. Carmen halálát azonban nem a kegyetlen ökölcsapások okozták, hanem fulladás, Cristian ugyanis az út menti árok vizébe folytotta a lányt. Hogy elrejtse bűncselekményét, a fiatalember elhantolta áldozata holttestét, mobiltelefonjait, illetve egyéb bizonyítékokat is.
Cristiant végül március 8-án, a petei határátkelőnél tartóztatták fel, épp mielőtt elhagyta volna az országot. A határőrök a fiatalembert átadták a rendőröknek, akik ezt követően megkezdték a gyanúsított kihallgatását, illetve egy pszichológiai felmérésnek is alávetették. Ennek eredménye szerint Cristian a bűncselemény elkövetése pillanatában teljesen beszámítható volt, azaz a bíróság előtt is felelősségre lehet vonni tetteiért.
Az ügyészség március 12-én megindította a büntetőeljárást: C. Cristian Mihai személyi szabadság megsértése és minősített emberölés miatt állhat majd bíróság elé, melynek első lépéseként kérelmezték a gyanúsított előzetes letartóztatását. A törvényszék indokolnak találta a kényszerintézkedést, így a fiatalember 30 napra rács mögé került.