در بررسی‌های اولیه مشخص شد، چند جوان با یکدیگر درگیری لفظی پیدا کرده و سپس به روی هم آتش گشودند. یکی از شاهدان ماجرا به ماموران گفت: نیم ساعت قبل چند جوان با یکدیگر درگیری لفظی پیدا کردند و پس از آن چند نفر از آنها روی هم اسلحه کشیدند. در این درگیری یکی از جوانان حاضر مورد اصابت گلوله قرار گرفت که از سوی حاضران در نزاع با یک خودرو از محل خارج و همراه همدستانش فراری شدند.
با اظهارات شاهدان ماموران تحقیقات خود را برای شناسایی جوانان تبهکار آغاز کردند که ساعتی بعد مسوولان یکی از بیمارستان‌های تهران در تماس با ماموران اعلام کردند جوان 25 ساله‌یی به علت اصابت گلوله در بخش مراقبت‌های ویژه بستری شده است. با حضور ماموران در بیمارستان مشخص شد پسر جوان به علت شدت جراحات و عمل جراحی بیهوش است.
در همین حال کارآگاهان پلیس که به دنبال سرنخی از ماجرا بودند در جریان کشف جسد پسر جوانی در حاشیه بزرگراه مدرس قرار گرفتند. با حضور ماموران مشخص شد جسد پسر جوان که ساعتی از مرگش می‌گذرد در فضای سبز بزرگراه رها شده است. همچنین در بررسی وسایل همراه پسر جوان ماموران موفق شدند سه بسته مواد مخدر و سه گلوله شلیک نشده کشف کنند.
با انتقال جسد به پزشکی قانونی، پزشکان اعلام کردند جسد متعلق به جوانی به نام رامین قهرمان کشتی کشور است که به علت اصابت گلوله به پیشانی‌اش کشته شده است.
در حالی که تحقیقات در مورد قتل جوان کشتی‌گیر آغاز شده بود مسوولان بیمارستان به پلیس اعلام کردند جوان زخمی به هوش آمده است. با حضور ماموران در بیمارستان پسر 25 ساله هرگونه ارتباط با حادثه پارک طالقانی را تکذیب کرده و به دنبال گمراه کردن ماموران بود. کارآگاهان پلیس سپس شناسایی دو جوانی را که پسر مجروح را به بیمارستان منتقل کرده بودند در دستور کار قرار داده و توانستند آنها را در حوالی اتوبان مدرس شناسایی و دستگیر کنند.
با انتقال این دو جوان به پلیس آگاهی آنها در بازجویی‌ها مدعی شدند سی دی فروش هستند و وقتی با پسر مجروح روبه‌رو شدند برای نجات جانش او را به بیمارستان منتقل کرده‌اند و از درگیری مرگبار خبری ندارند. در ادامه با اعلام موضوع به بازپرس پرونده، قاضی ویژه قتل به علت همکاری نکردن مرد مجروح و اثبات نشدن بی‌گناهی دو پسر سی دی فروش دستور بازداشت هر سه نفر را صادر کرد. سه متهم که به پلیس آگاهی منتقل شده بودند در تحقیقات تکمیلی مجبور به اعتراف شدند.
رضا یکی از متهمان در بازجویی‌ها به ماموران گفت: به همراه برادرم دو گروه فروش مواد مخدر در پارک طالقانی تشکیل دادیم و در پوشش فروش سی دی مواد مخدر می‌فروختیم. بعد از اینکه کارمان در آنجا خوب شد چند نفر از دوستان‌مان نیز از نورآباد ممسنی به تهران آمده و با ما همکاری کردند. همه‌چیز خوب بود تا اینکه با برادرم دچار اختلاف شده و از یکدیگر جدا شدیم. من به همراه چند تن از دوستانم در پایین پارک و برادرم نیز در بالای پارک مواد مخدر می‌فروختیم.
روز حادثه بار دیگر سر مواد مخدر با هم درگیر شدیم و با استفاده از تاریکی شب پشت درختان پنهان شدیم و به روی هم آتش گشودیم. در این درگیری رامین مورد اصابت گلوله قرار گرفت و ما او را از محل خارج کردیم اما وقتی دیدیم جانش را از دست داده جسدش را در حاشیه اتوبان رها کرده و متواری شدیم. ماموران پی بردند، یکی از افراد حاضر در درگیری حسین 28 ساله بوده که به گفته شاهدان او به سوی مقتول تیراندازی کرده و پس از وقوع قتل متواری شده است.
به همین دلیل با دستور بازپرس سپید نامه، قاضی ویژه قتل پایتخت تیمی از کارآگاهان مامور شناسایی و دستگیری حسین شدند. در حالی که با گذشت بیش از 10 ماه هیچ ردی از متهم وجود نداشت ماموران متوجه شدند پسر 28 ساله به تهران بازگشته و در خانه یکی از اقوامش مخفیانه زندگی می‌کند. با صدور قرار بازداشت از سوی بازپرس پرونده، حسین 28 ساله بامداد اول مهرماه در مخفیگاهش در حوالی اتوبان حقانی شناسایی و دستگیر شد.
با انتقال متهم به دادسرای امور جنایی وی در بازجویی‌ها به قاضی گفت: من و همدستانم اهل یکی از استان‌های مرکزی هستیم و پارک طالقانی پاتوق فروش مواد مخدر بود و از این راه درآمد خوبی به دست آورده بودیم. اما رضا و برادرش با هم اختلاف داشتند و هر از چندگاهی سر این مسائل درگیری داشتیم. متهم به قتل در مورد روز حادثه گفت: باردیگر اختلاف دو برادر بالا گرفته بود و عصر آن روز رضا به من گفت می‌خواهد از برادرش انتقام بگیرد.
همیشه چوب و اسلحه را در زیر درختان پنهان می‌کردیم. با تاریک شدن هوا بین ما درگیری پیش آمد که دو طرف به یکدیگر شلیک کردند. من نیز اسلحه را به سمت آنها گرفتم اما اتهام قتل رامین را قبول ندارم. در ادامه قاضی سپیدنامه با صدور قرار بازداشت برای متهم به قتل وی را برای تحقیقات تکمیلی در اختیار کارآگاهان اداره مبارزه با قتل تهران قرار داد.