Δώδεκα ημέρες μετά την εκτέλεση, τα στελέχη του Τμήματος Δίωξης Εγκλημάτων κατά Ζωής, έφτασαν στην εξιχνίαση της μυστηριώδους υπόθεσης, συλλαμβάνοντας συνολικά πέντε άτομα.
Ηθικός αυτουργός, σύμφωνα με τα στοιχεία που προέκυψαν από την έρευνα των Αρχών, είναι η 43χρονη Ελληνίδα πρώην σύζυγος του καθηγητή, ενώ ο μέχρι πρότινος άγνωστος «μασκοφόρος» εκτελεστής που άνοιξε πυρ πέντε φορές με το πιστόλι Tokarev φέρεται να είναι ο νυν σύντροφός της. Ο φυσικός αυτουργός έχει ομολογήσει την πράξη του, όμως η 43χρονη μέχρι και αυτή την ώρα αρνείται τις κατηγορίες.
Οι αστυνομικοί πέρασαν χειροπέδες σε τρία ακόμα άτομα, τα οποία επίσης ομολόγησαν την συμμετοχή τους στο έγκλημα. Πρόκειται για δύο άνδρες αλβανικής καταγωγής που νοίκιασαν το όχημα διαφυγής και μετέφεραν τον δράστη στο σημείο της δολοφονίας, αλλά και έναν υπήκοο Βουλγαρίας, ο οποίος έφερε σε επαφή τους μεταφορείς με την 43χρονη και τον σύντροφό της.
Στο μικροσκόπιο των Αρχών, είχαν βρεθεί οι προστριβές του πρώην ζευγαριού, καθώς από τις αρχικές έρευνες δεν είχε προκύψει διένεξη του 43χρονου καθηγητή στις ΗΠΑ, όπου εργαζόταν. Η πιο πρόσφατη αντιπαράθεση ήταν με την Ελληνίδα πρώην σύζυγό του, οικονομολόγο με εταιρία διαχείρισης ακινήτων στο Κολωνάκι, με αφορμή τον τρόπο επικοινωνίας του καθηγητή με τα δύο 10χρονα δίδυμα παιδιά τους. Συγκεκριμένα, η πρώην σύζυγος δεν ήθελε τα παιδιά να πηγαίνουν για ένα μήνα στις ΗΠΑ ή στην Πολωνία, όπως προέβλεπαν οι πρώτοι όροι επικοινωνίας του διαζευκτηρίου. Σύμφωνα με αστυνομικές πηγές η δολοφονία είχε οικονομικά κίνητρα, καθώς η διαμάχη για τα δύο παιδιά φέρεται να αποτελούσε μοχλό πίεσης από την 43χρονη για τις οικονομικές της απαιτήσεις.
Οι αστυνομικοί είχαν λάβει κατάθεση, ως μάρτυρα, από την Ελληνίδα πρώην σύζυγό του, αλλά και από τον νυν σύντροφό της, ο οποίος εργάζεται στις επιχειρήσεις της. Και οι δύο, επιχείρησαν να αποπροσανατολίσουν τις Αρχές, ενώ η σύζυγος παρέδωσε στην Αστυνομία το κινητό της τηλέφωνο υποστηρίζοντας ότι δεν θα βρεθεί κάποια ύποπτη επικοινωνία.

