به‌این‌ترتیب پلیس از واقعه مطلع و تحقیقات دراین‌باره آغاز شد. نتیجه بررسی‌ها حکایت از آن داشت که فرد متعرض یکی از مراجعه‌کنندگان به بیمارستان بوده است. بررسی فیلم دوربین‌های مداربسته و سایر شواهد موجود به شناسایی هویت متهم منجر شد.
این مرد بعد از دستگیری به پلیس آگاهی انتقال یافت اما وقتی تحت بازجویی قرار گرفت گفت بی‌گناه است و اصلا دختربچه را ندیده است. این انکارها با مدارک به‌دست‌آمده مغایرت داشت به‌همین دلیل بازجویی‌ها از متهم ادامه یافت تا اینکه بالاخره او به جرمش اعتراف کرد و گفت: آن روز وقتی دختربچه را در محوطه بیمارستان تنها دیدم وسوسه شدم و با کشاندنش به دستشویی او را آزار و اذیت کردم.
بیشتر بخوانید: راز شیطانی سقط جنین دختر ۲۲ ساله تهرانی / سیاوش متاهل بود
این اعترافات در حالی در پرونده ثبت شد که پزشکی قانونی نیز تعرض به کودک را تأیید کرد. بعد از تکمیل تحقیقات مقدماتی پرونده در اختیار قضات دادگاه کیفری استان فارس قرار گرفت.
محاکمه متهم در شرایطی آغاز شد که شاکیان پرونده خواستار اشد مجازات او شده بودند. متهم در دادگاه از خودش دفاع کرد و در نهایت هیئت قضات وارد شورا شدند و این مرد را به اعدام محکوم کردند.