با این شکایت، تحقیقات مأموران اداره چهارم پلیس آگاهی تهران زیرنظر دادیار شعبه اول دادسرای جنایی تهران شروع شد. چند روز بعد معلوم شد که پولی به‌حساب شیدا از سوی مردی ۴۰ ساله واریز شده است. این مرد دستگیر شد، اما ادعا کرد که شیدا را نمی‌شناسد و پول را اشتباهی به‌حساب وی واریز کرده است. با این حال ماموران مطمئن بودند که وی دروغ می‌گوید. به همین دلیل تحقیق از او ادامه داشت تا اینکه اعتراف کرد شیدا را به قتل رسانده است.
به گزارش همشهری، او گفت: یک شب به همراه خانواده‌ام بودم که به‌صورت اتفاقی شیدا را دیدم. ۴ زن در حال کتک زدن او بودند که من به سمت آن‌ها رفتم و شیدا را از دست‌شان نجات دادم. او می‌گفت از خانه فرار کرده و می‌خواسته نزد پسر مورد علاقه‌اش در رستوران برود، اما او در محل کارش نبود و هرچه گشته نتوانسته پیدایش کند.
متهم گفت: من آن شب شیدا را به خانه بردم، اما با اعتراض خانواده‌ام مواجه شدم. آن‌ها گفتند که دختر نوجوان را تحویل پلیس بدهم تا نزد خانواده‌اش برگردد. بعد از چند ساعت دختر نوجوان از خانه‌مان فرارکرد و رفت سر کوچه. من هم دنبالش رفتم و، چون دلم به حالش سوخته بود، پولی به حسابش واریز کردم. بعد او را سوار موتورم کردم تا تحویل خانواده‌اش بدهم. در بین راه، اما وسوسه‌های شیطانی سراغم آمد. مسیر را عوض کردم و رفتم سمت بیابان‌های رودهن. شیدا اعتراض کرد که چرا به سمت رودهن حرکت کرده‌ام. با هم گلاویز شدیم که او فحاشی کرد. من هم با چوب‌دستی که روی موتور بود چند ضربه به سرش زدم که بیهوش شد. سپس جسد را در دره‌ای در همان حوالی انداختم.
این مرد پس از اقرار به جنایت، با قرار قانونی روانه بازداشتگاه اداره دهم پلیس آگاهی تهران شد و مأموران راهی رودهن شدند تا جسد دختر نوجوان را پیدا کنند.