בשלב מוקדם של החקירה, עלה חשד סביר לכך כי הנעדרת אינה עוד בין החיים, ובמקביל לחיפושים הנרחבים עסקו החוקרים באיסוף ראיות ומידע מודיעיני תוך שימוש, בין היתר, באמצעים טכנולוגים על מנת לאתר קצה חוט שיוביל למעצר חשודים, ולפענוח מקום המצאות גופתה של חנאן.
ב-23 במאי השנה עצרו החוקרים שישה מבני משפחתה של הנעדרת, שמעצרם הוארך מעת לעת. מהחקירה עלה כי דודה של הצעירה, שפרש עליה את חסותו, בנו ודוד נוסף, תכננו לחטוף ולרצוח אותה.
בליל היעדרותה זיהו הם אותה סמוך לביתה, הכניסו אותה בכוח לרכבם והמשיכו לאזור ביתם בגבעות גורל, שם רצחו אותה, העלו את הגופה באש, ולאחר מכן קברו אותה סמוך לביתם. כשלושה ימים לאחר מכן אותרה גופת הצעירה בסמוך לביתם של החשודים, בעומק של מעל שלושה מטרים מתחת לאדמה, כאשר היא טמונה בשק.
התרעות פיקוד העורף