しばらくたっても心ちゃんが戻らなかったため、両親が心ちゃんを探しにトイレに行ったが心ちゃんはいなかった。
家族はスーパー中を探し回ったが心ちゃんは見つからず警察に通報。警察が店の防犯カメラの画像を調べると以下の映像が映っていた。
2011年3月3日の19時半頃、心ちゃんが一人でトイレに入っていき、心ちゃんの後を追うように中が空のような大型のリュックを持った山口がトイレに入って行った。
19時45分ごろ、山口は大きく膨らんだリュックを背負って出てきた。山口は、午後4時ごろ店に入り、
午後7時半ごろまでのおよそ3時間半にわたって、スーパーのトイレの近くを何度も行き来していた事も防犯カメラで確認されている。
熊本県警は防犯カメラの映像などから山口芳寛を特定。山口は「スーパーのトイレ個室内で殺害し、リュックサックに入れて運び出した遺体は川に捨てた」と供述。
