یکی از آنها در شرح حادثه گفت: «من در پشت بام خانه خوابیده بودم که ناگهان صدای جیغ و فریاد سوسن را شنیدم. می‌خواستم خودم را به طبقه پایین برسانم اما آتش راهرو را پوشانده بود. دوباره به پشت بام برگشتم تا از آنجا بقیه را خبر کنم که در یک لحظه محمد زمان – متهم –
را دیدم که سوار یک دستگاه موتوسیکلت شد و فرار کرد. هوا تاریک بود اما من چهره‌اش را دیدم. خودش بود که یک بطری بنزین را روی زن و بچه‌اش ریخت، خانه را آتش زد و متواری شد.» در حالی که کارآگاهان تحقیقات ابتدایی برای دستگیری محمدزمان را آغاز کرده بودند از بیمارستان خبر رسید که مادر و کودک به دلیل شدت سوختگی جان خود را از دست داده‌اند. به این ترتیب پرونده‌ای با موضوع «قتل عمد» تشکیل و برای رسیدگی در اختیار دایره قتل آگاهی تهران قرار گرفت.

با آغاز تحقیقات، کارآگاهان با استفاده از شگردهای پلیسی و تحت نظر قرار دادن محل‌های تردد متهم، موفق به شناسایی مخفیگاه او شدند و در عملیاتی ضربتی دستگیرش کردند. متهم در بازجویی‌ها به قتل زن و کودکش اعتراف کرد و به کارآگاهان گفت: «مدتی بود به رفتارهای همسرم مشکوک شده بودم. حدس زده بودم می‌خواهد به من خیانت کند. اصلا نمی‌توانستم این موضوع را تحمل کنم برای همین تصمیم گرفتم او را بکشم. روز حادثه یک بطری را پر از بنزین کردم و به خانه‌ام رفتم. نیمه شب بود. همسرم همراه کودک ٤ ساله‌ام خوابیده بودند. با عصبانیت وارد شدم و داد و فریاد کردم. وقتی درگیریمان بالا گرفت، بنزین را روی همسرم ریختم. او نزدیک آبگرمکن ایستاده بود برای همین بنزین ‌گر گرفت و کل خانه را سوزاند. فرزندم هم در این حادثه کشته شد. من نمی‌خواستم او را بکشم. فقط می‌خواستم از همسرم انتقام بگیرم.»

با ثبت اعترافات متهم، کیفرخواست پرونده او با عنوان اتهامی قتل صادر و برای صدور حکم به شعبه دهم دادگاه کیفری استان تهران ارسال شد. متهم در جلسه دادگاه بار دیگر اعترافات خود را تکرار کرد و گفت: «من آن شب نمی‌خواستم بچه‌ام را بکشم. فقط می‌خواستم از زنم انتقام بگیرم. او می‌خواست به من خیانت کند و من طاقت این موضوع را نداشتم. الان پشیمانم و از اولیای دم تقاضای بخشش دارم.»

با این حال متهم که با درخواست قصاص اولیای دم روبه‌رو شده بود از قضات دادگاه، حکم اعدام دریافت کرد. این حکم در دیوان عالی کشور تایید شد و در حالی که در آستانه اجرا قرار داشت، خانواده مقتول در ازای دریافت دیه رضایت خود را از قاتل اعلام کردند و به این ترتیب متهم از طناب‌دار نجات یافت.