Początkowo nic nie wskazywało na to, że dziecko mogło paść ofiarą przestępstwa. Jednak obrażenia u chłopca na tyle zaniepokoiły personel szpitala, że o wszystkim zostali powiadomieni policjanci. Przeprowadzona przez Zakład Medycyny Sądowej sekcja zwłok dziecka nie potwierdziła wersji ojca. Obrażenia chłopca były na tyle poważne, że nie mogły powstać w tych okolicznościach, które podawał mężczyzna.

Sprawą zajęli się policjanci z wydziału do walki z terrorem kryminalnym i zabójstw. Współpraca z Prokuraturą Okręgową w Warszawie w tym przypadku doprowadziła do zatrzymania w listopadzie 2017 roku ojca chłopca, który usłyszał zarzut jego zabójstwa. Mężczyzna został wówczas tymczasowo aresztowany przez sąd.

Funkcjonariuszy pracujących nad sprawą zaniepokoiło jednak to, że ponad rok wcześniej w tej rodzinie doszło do jeszcze jednej tragedii. Okazało się, że chłopiec miał starszą siostrę, która zmarła, mając zaledwie trzy miesiące z przyczyn naturalnych. Okoliczności, w których doszło do zabójstwa 5-miesięcznego dziecka były na tyle brutalne, że policjanci postanowili również „przyjrzeć” się śmierci dziewczynki. Sprawą zajęli się policjanci ze specjalnej grupy tzw. Archiwum X powołanej w ramach Wydziału do Walki z Terrorem Kryminalnym i Zabójstw KSP.

Determinacja i zaangażowanie w wyjaśnieniu okoliczności śmierci dziecka, zarówno policjantów, jak i prokuratorów przyniosły kolejne wstrząsające ustalenia. Przez prawie 2 lata śledczy gromadzili materiał dowodowy w postaci dokumentacji lekarskiej, opinii i ekspertyz wybitnych specjalistów z całego kraju, który został zebrany w ponad 30 tomów akt. Przeprowadzono także ekshumację zwłok dzieci i wykonano szereg innych czynności operacyjnych oraz ustaleń, które niestety potwierdziły podejrzenia policjantów. Okazało się, że 3-miesięczna dziewczynka również padła ofiarą brutalnej zbrodni, a związek z jej śmiercią może mieć także ojciec.

Sposób działania sprawcy ustalony przez śledczych świadczył o tym, że miała to być „zbrodnia doskonała”. Dzięki policjantom i prokuratorom zebrano materiał, który dał podstawy do przedstawienia zarzutów ojcu dzieci. 27-letni mężczyzna usłyszał m.in. dwa zarzuty za zabójstwo z motywacji zasługującej na szczególnie potępienie, w tym jeden zabójstwa ze szczególnym okrucieństwem. Za to przestępstwo grozi kara pozbawienia wolności na czas nie krótszy niż 12 lat, kara 25 lat pozbawienia wolności albo kara dożywotniego pozbawienia wolności.