Adana Adli Tıp Kurumu’nda yapılan otopside, cesedin başında mermi çekirdeği olduğu saptandı. Cinayet Büro Amirliği bünyesinde kurulan özel ekip, olayla ilgili geniş çaplı soruşturma başlattı. Kollarındaki dövme ve sağ elinin yüzük parmağının olmadığından yola çıkan cinayet dedektifleri, cesedin, ailesinin kayıp başvurusunda bulunduğu Ömer Başdaş’a ait olduğunu tespit etti. Ekipler, Başdaş’ın, 19 Ağustos günü evden ayrıldığını ve bir daha da geri dönmediğini belirledi.
Ekipler, Başdaş’ın son görüştüğü kişileri belirleyip, gittiği bölgelerdeki güvenlik kamerası görüntülerini incelemeye aldı. Başdaş’ın, evden ayrıldıktan sonra arkadaşı Hüseyin Sulhan’ın Gülbahçesi Mahallesi’ndeki evine gittiği saptandı. Saat 03.00 sıralarında Sulhan’ın Başdaş ile birlikte cesedinin bulunduğu bölgeye motosikletle gittiği, birkaç saat sonra da tek başına döndüğü tespit edildi. Ekipler, Sulhan’ın, Antalya’nın Alanya ilçesinde saklandığını saptadı. Operasyon düzenleyen ekipler, Hüseyin Sulhan’ı gözaltına alıp, Adana’ya getirdi.
Hüseyin Sulhan, emniyetteki ifadesinde, Ömer Başdaş’ı tabancayla öldürdüğünü itiraf etti. Olay günü konuşmak istediğini söyleyerek Başdaş’ı evine çağırdığını anlatan Sulhan, “Olaydan birkaç gün önce cep telefonumdan kendi sosyal medya hesabına girmişti. Açık bıraktığını görünce mesajlarına baktım. Sevgilim Büşra Z.’ye, ‘Selam canım. Seni özledim, görüşelim’ şeklinde mesaj attığını gördüm. Bu konuyu konuşmak için dere kenarına gittik. Önce tabancayla yere bir el ateş edip, olayı anlatmasını söyledim. Daha sonra tabancayı başına dayayıp, ‘Büşra ile birlikte oldunuz mu?’ diye sordum. Birlikte olduklarını söyleyince başına sıktım. Ömer dereye düştü, ben de eve döndüm. Ellerim kan olmuştu. Arkadaşım Alaaddin A. da ‘Ömer’i öldürdün mü?’ diye sordu. Başta söylemedim ancak ertesi gün anlattım. Alaaddin ile birlikte olay yerine gittik ancak cesedi göremedik. Sonrasında buraları terk edip, Alanya’ya gittim” dedi.
Sulhan’ın ifadesi üzerine arkadaşı Alaaddin A. da (30) gözaltına alındı. Emniyetteki işlemlerinin ardından adliyeye sevk edilen Hüseyin Sulhan çıkarıldığı mahkemece tutuklanırken, Alaaddin A. ise adli kontrol şartıyla serbest bırakıldı.