پس ازحضور مأموران کلانتری درمحل حادثه واعلام موضوع به بازپرس کشیک قتل پایتخت و تیم بررسی صحنه جرم، تحقیقات در این باره آغاز شد. نخستین بررسی‌ها نشان داد پسرک حدود دو ماهه بوده که ساعت‌ها قبل جان سپرده بود. هیچ آثار کبودی و ضرب و شتم نیز روی بدنش دیده نمی‌شد.بنابراین جسد به دستور بازپرس جنایی برای مشخص شدن علت وزمان مرگ به پزشکی قانونی منتقل شد.

در ادامه، چند مرد معتاد مدعی شدند که روز قبل، مرد معتادی به نام شهرام را هنگام انتقال جعبه به آنجا دیده‌اند.

به دنبال این اظهارات، شهرام شناسایی ودستگیرشد.اودربازجویی‌ها گفت: «وقتی دیروزجعبه مقوایی را دیدم، با این تصور که داخل کارتن وسایل سرقتی قرار دارد و می‌توانم با فروش وسایل، پولی به جیب بزنم و خرج چند روزه موادم را جور کنم، کارتن را برداشتم. اما چون کار داشتم، داخل آن را نگاه نکردم و با خودم گفتم سر فرصت وسایل آن را به فروش می‌رسانم. اما نمی‌دانستم که داخل آن جسد کودکی قرار دارد.»باتوجه به اظهارات مرد معتاد، بازپرس جنایی دستور آزمایش «دی ان ای» از شهرام را صادر کرد تا مشخص شود آیا با نوزاد نسبت فامیلی دارد یا خیر.