Có trong tay ảnh chụp hiện trường và báo cáo vụ việc từ phía cảnh sát gửi tới, Douglas và Busch tiến hành phân tích chi tiết: Thi thể được tìm thấy ở một nơi có nước, điều này cho thấy kẻ sát nhân đã cố gắng phá hoại hiện trường để ngăn lực lượng chức năng tìm kiếm và khai thác manh mối; hung thủ có thể sống gân nạn nhân. Trong phần lớn các vụ án tương tự, tội phạm là hàng xóm hoặc người quen của nạn nhân bởi ít người sẽ chọn địa điểm gây án cách xa nơi trú ẩn. Nếu trên người dính máu, hắn sẽ tìm một địa điểm lân cận để lau chùi, xử lý quần áo. Kẻ sát nhân có thể rất quen thuộc với địa hình khu vực hoặc với chính Karla, đồng thời nắm được thói quen sinh hoạt của Karla và Mark, từ đó dễ dàng tìm được thời gian thuận tiện để động thủ.
      Hung thủ không lên kế hoạch giết hại nạn nhân, bởi nếu có thì hắn sẽ mang sẵn hung khí theo người. Tuy nhiên, Karla bị bóp cổ đến chết và các vết thương được gây ra bởi một vũ khí cùn. Điều này cho thấy cô đã cự tuyệt hung thủ khiến hắn trở nên cuồng nộ, dẫn đến hành động sát hại.
      Kẻ tội phạm có thể đã lấy cớ đến thăm nhà mới để tới gặp Karla, nạn nhân cũng có quen biết với hung thủ nên mới để hắn vào nhà. Nhưng mục đích thực sự của kẻ giết người là quan hệ tình dục với cô gái, khi bị Karla từ chối và phản kháng, hắn đã xuống tay giết người.
      Vết nước trên sản nhà và ghế sofa có thể là dấu hiệu cho thấy hung thủ đã tìm cách đánh thức Karla sau khi bóp cố nạn nhân.Không đạt được kết quả như mong muốn, hắn đã kéo Karla xuông sàn nhà và ấn đầu cô vào xô nước. Nhìn qua thì giống như một dạng nghi thức kỳ quái, nhưng thực tế là hắn muốn đánh lạc hướng và che đậy chân tướng thực. Thế nhưng, chính những hành động này của hung thủ đã tiết lộ thêm nhiều manh mối và chứng cứ để vạch trần hắn.
      Việc nhúng đầu nạn nhân vào xô nước cũng có thể mang một ý nghĩa khác. Karla đã khước từ kẻ sát nhân và hắn muốn cô phải nếm trải nhục nhã.
      Cảnh sát địa phương đã từng tiếp xúc với hung thủ trong quá trình lấy lời khai sơ bộ. Hắn chắc chắn rất hợp tác và phối hợp với cảnh sát, cho rằng bản thân có thể làm chủ được cục diện. Khi sự việc dịu xuống, hung thủ sẽ lặng lẽ ra đi. Có khả năng cao hắn nghiện rượu hoặc thuốc lá và sử dụng những chất kích thích này để giảm áp lực tinh thần. Ngoài ra, rượu còn đóng vai trò khách quan, giúp kẻ giết người có thêm dũng khí bước vào nhà Karla.Tuy nhiên, việc dàn dựng hiện trường sau khi gây án cho thấy hắn vẫn giữ được tỉnh táo.
       Sau khi giết người, hung thủ có thể sẽ tìm cách thay đổi diện mạo. Ví dụ, nếu trước kia hắn để râu hoặc tóc dài thì sau khi hạ thủ, hắn sẽ cắt tóc, cạo râu; nếu trước đó không nuôi râu thì sau đó sẽ để râu. Bản chất của hung thủ là một người lộn xộn, không chú trọng vẻ bề ngoài nhưng giờ đây lại phải cố tỏ ra chỉn chu, gọn gàng. Điều này sẽ khiến chính hắn thấy mệt mỏi vì phải nô lực kiểm soát hành vi.
       Kẻ giết người có thể sẽ ngầm theo dõi tiến độ điều tra của cảnh sát. Nếu không thấy tin tức về manh mối mới, hắn sẽ vô cùng nhẹ nhõm. Ngược lại, biết được cuộc điều tra có nhiều khởi sắc sẽ khiến kẻ sát nhân trở nên hoang mang. Vì vậy, Douglas đề nghị cảnh sát công bố những đầu mối hữu ích trong vụ việc để thu hút sự chú ý của công chúng, đồng thời đấy hung thủ vào trạng thái "ngồi trên đống lửa", dễ sơ xuất mà xuất đầu lộ diện.
      Đặc vụ Busch đề xuất mở quan tài, khám nghiệm tử thi và lan truyền thông tin qua các phương tiện truyền thông để đảm bảo tin tức tới tai hung thủ. Douglas đồng ý và tuyên bố với thế giới rằng cảnh sát sẽ hạ quyết tâm giải quyết vụ án này cho dù phải mất tới hàng chục năm. Bồn chồn không yên, hung thủ sẽ tìm cách để nghe ngóng, thậm chí mò đến nghĩa trang để dòm ngó tiến triển của cảnh sát.
      Lực lượng chức năng và FBI tiến hành một cuộc điều tra sâu dựa trên phác họa về hung thủ, kết quả thu hẹp được hai nghi phạm lớn nhất chính là Paul Main và John Plante. Vào ngày xảy ra vụ việc, cả hai đều ở ngay sát bên nhà nạn nhân, Plante cũng thừa nhận có uống bia. Trước đó, lời khai của hai nghi phạm có điểm bất đồng, khả năng là do ảnh hưởng của rượu khiến trí nhớ kém hoặc một trong hai người đã nói dối.
      Ngoài ra, hành vi của cả hai đều phù hợp với hồ sơ tâm lý của kể giết người, đặc biệt là Plante. Đối tượng rất hợp tác với cảnh sát điều tra, vui vẻ thực hiện thẩm vấn với máy phát hiện nói dối. Sau đó, hắn lặng lẽ lánh khỏi tầm mắt của cảnh sát trong một khoảng thời gian rồi mới xuất hiện trở lại.
      Không lâu sau, cảnh sát bắt đầu mở quan tài nghiệm thi cũng như đưa tin về sự kiện này trên đài báo và các phương tiện truyền thông khác. May mắn là thi thể của Karla được bảo quản rất tốt. Bác sĩ pháp y có tiếng Mary Case đã tiền hành khám nghiệm tử thi một lần nữa. Kết quả thu được cho thấy Karla bị chết đuối. Điểm mấu chốt được tìm thấy chính là vết cắn trên cơ thế nạn nhân.
      Nắm được điều này, đặc vụ FBI Alva Busch đã yêu cầu cảnh sát sở tại đến nhà Main để điều tra dưới danh nghĩa khảo sát hộ gia đình đủ điều kiện nhận hỗ trợ của chính phủ. Trong lúc trò chuyện, họ đã dẫn đến chủ đề về vụ án của Karla, tiết lộ rằng nạn nhân đã bị bắn, bóp cổ và dìm trong thùng nước. Tuy nhiên, Main vẫn một mực phủ nhận.
      Trong khi cảnh sát dồn hướng điều tra vào Main, một người phụ nữ từng tham dự bữa tiệc của Karla đã cung cấp manh mối mới: Vào ngày Karla bị giết, một người đàn ông tuyên bố đã đến nhà Karla và trông thấy trên người cô có vết cắn. Nhân chứng cho rằng đây là những lời lẽ linh tinh nên không mấy quan tâm. Sau đó, người đàn ông kia còn nói rằng hắn phải rời đi để tránh trở thành nghi phạm quan trọng. Đối tượng này chính là John Plante.
      Nghe tin, đặc vụ Busch không giấu được kinh ngạc. Dấu răng trên cơ thể nạn nhân chỉ mới được phát hiện cách đây không lâu, làm sao Plante có thể biết được điều này vào ngày xảy ra vụ án? Ngoài ra, cảnh sát đã tìm hiểu về Plante và phát hiện rằng sau khi vụ án xảy ra, đối tượng bắt đầu để râu, vợ chồng Plante đã ly hôn,... Tất cả đều trùng khớp với phân tích về hung thủ của Douglas.
      Sau đó, Busch nhận được sự chấp thuận của tòa án và yêu cầu Plante gửi mẫu răng cá nhân cho cảnh sát. Đối tượng rất hợp tác trong toàn bộ quá trình. Tuy nhiên, hắn ngay lập tức gọi điện hỏi thăm tình hình vụ án sau khi cung cấp mẫu răng. Kết quả thấm định cho thấy, dấu răng trên người Karla chính là của Plante. Hắn bị kết tội giết người, có mưu đồ cưỡng hiếp và đột nhập vào nhà riêng, chịu án 75 năm tù.