阿芬身份被確認後,警方循其社交圈子所認識的人展開偵查,及查核其手機通訊紀錄,又向她的歌友蒐集資料,順藤摸瓜下,調查出現突破發展;揭發阿芬有一親密的男友阿雄,在案發後「人間蒸發」,嫌疑最大,於是展開緝捕,並以環境證據控以一項謀殺罪。
根據阿芬的手機通訊紀錄,在她死前六星期,共有七十四個與阿雄通話的紀錄,而其「最後通電」於一○年十一月二十六日晚上七時半,亦是與阿雄聯絡,警方更發現他於事發後即失蹤。警員於港九多個歌友會組織的公園調查,包括廟街榕樹頭平民夜總會歌藝團,原來阿雄於案發後四處流浪,晚間在公園或天橋底等地露宿,終在油麻地西貢公園將之拘捕。
阿雄被捕後否認謀殺,但警員發現阿雄於阿芬被殺後,曾使用阿芬的八達通卡到快餐店購買食物,又在他身上找到一隻屬於阿芬的玉戒指,住所更有一塊染有阿芬血液的窗簾布及檢獲一個錘仔。種種環境證據,阿雄嫌疑最大,於是控告他謀殺。