士檢檢察官與法醫將前往現場相驗。內湖警分局偵查隊長楊坤明表示，員警獲報抵現場，40歲的王男已遭民眾制伏在地，隨即帶回西湖派出所偵訊，王姓嫌犯警訊中不發一語。警方初步調查，遇害的4歲女童上午和父母一同外出，要到捷運西湖站接公公和舅舅午餐。
當時女童騎著兒童腳踏車，嫌犯尾隨緊盯，並在環山路一段攻擊女童。目擊者指出，當時驚見嫌犯第一刀拿菜刀砍殺女童頸部，但疑似沒斷頭，疑似再拿出鋸子，再度攻擊。
現場對面修車廠人員見狀急忙衝上前壓制嫌犯，路人報警救援，但仍來不及挽救女童一命，媽媽目擊女兒遇害，驚嚇不已。