חקירת הרצח נפתחה בתאריך 25 בספטמבר בימ"ר תל אביב. החוקרים ניהלו חקירה סמויה, תוך הפעלת אמצעים טכנולוגים שונים, ניתוח ממצאים פורנזיים ונקיטת פעולות חקירה מורכבות, שהביאו לחשיפת זהותם של מספר תושבי יפו בחשד למעורבות ברצח ומעצרם.
לפני כחודש, עם מעבר החקירה לשלב הגלוי, עצרו בלשי הימ"ר את החמישה בחשד למעורבות ברצח. בנוסף, במהלך החקירה הצליחה המשטרה לפענח תיק חמור נוסף, שעניינו חשד לניסיון פגיעה בבן משפחה יריבה השוכנת בעיר.