Çantadan çıkan kız bebek cesedi ile ilgili Jandarmanın yaptığı araştırmada cinayetin anne Senem Yıldırım tarafından işlendiği ortaya çıktı. Tunceli Devlet Hastanesi'nde çalışan anne Senem Yıldırım'ın jandarmada verdiği ifadesinde suçunu itiraf ederek "Aynı hastanede mesai arkadaşım olan biriyle istemediğim bir ilişki yaşadım. Bebeği kendi başıma doğurduktan sonra onu boğarak bir çantaya koyup nehre attım" dediği öğrenildi.
Tunceli il merkezine 5 kilometre mesafede bulunan Munzur çayının Anafatma mevkiinde 2 gün önce balık avlayan vatandaşlar nehrin üzerinde yüzen bir çanta görünce sudan çıkardı. Çantayı açan vatandaşlar içinde bir kız bebek cesedi olduğunu görünce durumu Jandarmaya bildirdi. Jandarma ekipleri tarafından yapılan ilk incelemede bebeğin bir naylonla kaplandığı ve daha sonra beze sarılarak çantaya konulduğu belirlendi. Tunceli Devlet Hastanesi'nde yapılan otopside ise bir kaç saatlik olan bebeğin boğularak öldürüldüğü tespit edildi. Tunceli Cumhuriyet Başsavcılığı'nın başlattığı soruşturma kapsamında bebekten alınan kan örnekleri ile yola çıkan jandarma ekipleri, Tunceli Devlet Hastanesi ve ilçe hastanelerinde kan örnekleri araştırması yaparak bebeği boğan kişinin izine rastlandı. Jandama ekiplerinin titiz çalışmaları sonucu annenin Tunceli Devlet Hastanesi'nde veri hazırlama ve kontrol işletmeni olarak çalışan 28 yaşındaki Senem Yıldırım olduğu ortaya çıktı. Jandarma Ekipleri tarafından gözaltına alınan Senem Yıldırım'ın ilk sorgusunda bebeği kendisinin boğduğunu itiraf ettiği öğrenildi.