Следователи установили, что девочку убил ее собственный отец- сожитель матери ребенка, после чего тело ребенка было сожжено и захоронено. Родители свою вину признали и указали место захоронения.
В Москве был задержан сожитель матери ребенка, предположительный отец девочки Александр Кулагин. Он сопротивления не оказывал и сразу рассказал, что произошло. 2 марта – то есть за 9 дней до заявления о похищении – Кулагин избил свою сожительницу, а затем и ребенка. Затем в течении суток он не позволял женщине ни приблизиться к девочке, ни вызвать скорую. После того, как стало ясно, что девочка скончалась, родители разработали план, как это скрыть. Кулагин, по версии следствия, для того, чтобы запутать следы, поехал в Москву с 9 на 10 марта, оставил там мобильный телефон, а сам вернулся в Брянск. 11 марта он, переодевшись в женское платье, забрал пустую коляску и укатил ее в соседний подъезд. После чего женщина заявила о похищении ребенка. А тело девочки перед этим Кулагин и Шкапцова сожгли на костре и закопали недалеко от дома своих родственников в Брянске. Кроме того, чтобы скрыть следы преступления, они сделали ремонт в собственной квартире.