در پی دریافت این خبر، بلافاصله تحقیقات گسترده پلیسی برای ردیابی راننده پراید درحالی آغاز شد که مادر محمد حسین به کارآگاهان گفت: پسرم منتظر تاکسی تلفنی بود تا به مدرسه برود، اما راننده یک دستگاه پراید که خود را راننده تاکسی جا زده بود، او را سوار کرد و دیگر خبری از او نداریم.
گزارش حاکی است، هنوز چند ساعت بیشتر از این ماجرا نگذشته بود که خبر کشف جسد پسر بچه‌ای ۱۰ ساله در بی سیم‌های پلیس پیچید. خبر حاکی از آن بود که جسد نیمه برهنه کودک ۱۰ ساله در جاده فرعی شهرک صنعتی منطقه ویرانی طرقبه و شاندیز پیدا شده است. با هماهنگی قاضی سبحانی (دادستان طرقبه و شاندیز) و برای آن که عامل این جنایت هرچه سریع‌تر شناسایی شود، پرونده مذکور با نظارت دادستان مرکز خراسان رضوی در مشهد مورد رسیدگی قرار گرفت.
با توجه به اهمیت و حساسیت ماجرا، قاضی غلامعلی صادقی (دادستان مرکز خراسان رضوی) با صدور دستورات ویژه‌ای از قاضی شعبه ویژه قتل عمد و کارآگاهان اداره جنایی پلیس آگاهی خراسان رضوی خواست، با بسیج همه امکانات و به صورت شبانه روزی برای کشف این جنایت هولناک اقدام کنند. بنابر گزارش خراسان و با صدور این دستور، تلاش همه جانبه‌ای با رصد‌های اطلاعاتی و راهنمایی‌های قاضی کاظم میرزایی (قاضی ویژه قتل عمد) آغاز شد.
جلسات کارشناسی در همان ساعات اولیه کشف جسد با حضور مقام قضایی و سرهنگ حمیدرزمخواه (رئیس پلیس وقت آگاهی خراسان رضوی) به منظور تجزیه و تحلیل‌های اطلاعاتی و پلیسی ادامه یافت تا این که ۳۶ ساعت بعد از وقوع جنایت سرنخ‌هایی به دست آمد که نشان می‌داد روی خودرو پراید مد نظر دو آنتن نصب شده و تصویر سفیدرنگ یک مارمولک نیز روی داشبورد آن نقش بسته است.
چند فرضیه دیگر پلیس، به طور موازی در این پرونده تجزیه و تحلیل شد تا این که کارآگاهان با فرماندهی سرهنگ غلامی ثانی و صدور دستورات ویژه قاضی میرزایی موفق شدند، عامل این جنایت هولناک را در بولوار موسوی قوچانی مشهد شناسایی کنند. خودروی پراید با مشخصات مذکور نیز در پارکینگ منزل قرار داشت که ناگهان کارآگاهان، جوان ۲۷ ساله‌ای که رانندگی پراید را به عهده داشت، در یک عملیات غافلگیرانه دستگیر کردند و به مقر انتظامی انتقال دادند.
این متهم خطرناک، که ابتدا همه جرایم خود را انکار می‌کرد وقتی در برابر دلایل مستند قرار گرفت به ناچار گفت: کاغذی بدهید تا حقیقت ماجرا را بنویسم! این گونه بود که وی سپیده دم همان روز مقابل قاضی میرزایی نشست و در حالی که رئیس پلیس آگاهی نیز حضور داشت بهقتل هولناک محمد حسین اعتراف کرد.
او گفت: به خاطر وسوسه‌های شیطانی، قصد تعرض به کودک ۱۰ ساله را داشتم که به دلیل مقاومت هایش بسیار عصبانی شدم و او را با ضربات چاقو و سنگ به قتل رساندم. گزارش خراسان حاکی است: در پی اعترافات صریح متهم ودوبار بازسازی صحنه قتل، کیفرخواست این پرونده جنایی در دادسرای مشهد صادر و این پرونده در شعبه پنجم دادگاه کیفری یک خراسان رضوی توسط قاضی بنده و به مستشاری قاضی شجاع پور فدکی رسیدگی شد.
قضات دادگاه پس از برگزاری چندین جلسه محاکمه که با حضور وکلای مدافع متهم برگزار شد، با توجه به دلایل و مدارک مستند و همچنین نظریه پزشکی قانونی، رای به قصاص نفس در ملاء عام دادند. همچنین متهم به خاطر جرایم دیگر مانند آدم ربایی به تحمل زندان طولانی مدت و اشد مجازات‌های قانونی محکوم شده است.
شایان ذکر است، رای صادره از سوی دادگاه بدوی، با اعتراض متهم و وکلای مدافع وی، قابل تجدیدنظر در محاکم دیوان عالی کشور است.
