מהחקירה הראשונית של המשטרה עלה כי סטפנוב, בן 39 תושב קריית ים, נורה על ידי אדם בשדרות מוריה בחיפה ונפצע אנושות. אזרח חמוש שחשב כי הוא מחבל ירה לעברו - אך החשוד נמלט רגלית מהמקום ללא פגע. סטפנוב פונה לבית חולים בעיר במצב אנוש, ובהמשך נקבע מותו.
זמן קצר לאחר הרצח נעצרו בדירה בטירת כרמל שלושה חשודים, גבר בשנות ה-30 לחייו ואם ובת בנות 45 ו-24 בחשד למעורבות במקרה. אדם נוסף תושב רחובות נעצר בהמשך. על פי החשד, הרקע לאירוע היה סכסוך כלכלי או רומנטי, כאשר הקורבן שהשקיע כספים בעסק בבעלות בת זוגו לשעבר חשד כי העלימו ממנו רווחים.
ביום הרצח ליווה החשוד את בת הזוג לשעבר של הקורבן לטיפול רפואי, ושם נתקלו בסטפנוב והחשוד ירה בו ונמלט. בהמשך החקירה שוחררו האם ובתה ותושב רחובות, ונגד החשוד הראשי הוגשה הצהרת תובע לקראת הגשת כתב אישום.