Timp de câteva zile, nimeni nu a revendicat cadavrul, nimeni nu declarat dispariția vreunui copil care să aibă aceleași semnalmente cu cele ale fetiței decedate. Cercetările s-au concentrat pe copiii dispăruți, pe minorii aflați în centre de plasamente, pe copiii care erau plasați la asistenții maternali, urmând ca apoi să fie verificați și copiii cu handicap aflați în evidențe, iar în cele din urmă Antonia ar fi fost identificată. Și asta deoarece fetița fusese diagnosticată cu autism, iar mama sa era trecută ca asistentul ei personal, primind și o indemnizație în acest sens. Fetița a fost identificată după ce anchetatorii au decis să-i facă public portretul. A durat doar câteva ore până când cineva să o recunoască și să sesizeze Poliția.

Tânărul a fost ridicat din apartament de polițiști. Împreună cu el se afla și concubina sa. Aceasta numai ce fusese externată din spital, împreună cu bebelușul pe care-l adusese pe lume.

Femeia aflase de la iubitul ei, în momentul în care a început să întrebe unde este Antonia, că a avut loc un accident. Aceasta este varianta pe care tânărul i-a spus-o concubinei: că avusese loc un accident, că și-a ieșit din fire, și Antonia nu mai este. Cei doi au decis, conform declarațiilor tânărului, că acesta trebuia să se predea Poliției, să spună ce s-a întâmplat. ”Predarea” urma să aibă loc a doua zi dimineața, însă polițiștii le-a bătut la ușă cu o seară înainte.
Tânărul a fost condus la audieri, fiind reținut în cauză, iar apoi arestat preventiv. Nu a recunoscut crima și a explicat că de fapt este vorba despre un accident, că fetița a căzut în baie și s-a lovit la cap. Și-a recunoscut fapta doar a doua zi de dimineață. Femeia a fost condusă într-un loc pus la dispoziție de DGASPC Arad. Aici a primit consiliere de specialitate și urma să fie ajutată să-și găsească un loc de muncă. În fapt, femeia a aflat ce s-a întâmplat cu adevărat cu fiica ei după ce iubitul ei a fost arestat.

Procurorul de caz, Pavel Palcu, a exclus ideea ca mama să fi fost la fața locului și a precizat că inculpatul a recunoscut că era sub influența drogurilor. În ceea ce privește firul de păr găsit în pumnul fetiței, expertiza a relevat faptul că acesta îi aparținea minorei. De asemenea, în urma expertizei, a fost exclusă și posibilitatea ca victima să fi fost agresată sexual.

Cu ocazia reconstituirii faptei, ceea ce a implicat aducerea tânărului la locul faptei pentru a explica anchetatorilor ce a făcut și cum a făcut, pas cu pas, acesta a declarat: „Regret! Mi-aș da viața să o aduc înapoi! Am iubit-o atât de mult pe Antonia! Eram influențat de droguri. N-a fost cu intenție… Regret ce am făcut!”.