הפרשה החלה ב-12 באוקטובר, כאשר צעירה בשנות ה-20 לחייה הגיעה לתחנת משטרת יפו במרחב איילון והתלוננה כי נאנסה בביתה במרכז תל אביב בידי גבר שאינה מכירה.
מחקירת המשטרה עלה החשד כי הגבר הבחין בצעירה לאחר שיצאה ממועדון בילוי הסמוך למקום מגוריה, עקב אחריה עד לבניין שבו היא מתגוררת, ולאחר שנכנסה לדירתה פרץ פנימה ואנס אותה בחדר השינה. בעקבות התלונה פתחו חוקרי תחנת יפו בחקירה, שבמסגרתה נגבו עדויות, בוצעו בדיקות פורנזיות ונאספו ממצאים טכנולוגיים במטרה להתחקות אחר זהותו של החשוד ולאתר אותו.
ב-27 באוקטובר, כשבועיים לאחר הגשת התלונה, הצליחו החוקרים לאתר את החשוד, תושב מזרח ירושלים בן 42, והוא נעצר מכוח צו שהוציא בית המשפט. במהלך המעצר נתפס מכשיר הטלפון הנייד שלו, שבו אותרו, על פי החשד, ממצאים הקושרים אותו לביצוע מעשים מגונים. החשוד הועבר לחקירה בתחנת יפו, ומעצרו הוארך במסגרת פעולות החקירה.
הבוקר, עם השלמת החקירה וגיבוש התשתית הראייתית, הוגשה לבית המשפט הצהרת תובע מטעם פרקליטות מחוז תל אביב (פלילי), המעידה על הכוונה להגיש נגד החשוד כתב אישום ובקשה למעצרו עד תום ההליכים המשפטיים. בית המשפט נעתר לבקשת המשטרה והאריך את מעצרו של החשוד עד ליום חמישי, 12 בנובמבר.