क्राइम जिस प्रकार का था उसको देखते हुए की 5 टीमें बनाई गई। आपस में मिलकर पूरी टीम ने घटना का पूरा विश्लेषण किया। जांच के दौरान पता चला कि लड़की ने डेढ़ साल पहले ही नई दिल्ली के एक मंदिर में सन्नी पुत्र पप्पू सिंह निवासी एफ-162, गंगा विहार, गोकुलपुरी, नई दिल्ली से शादी की थी। शादी के बाद वे नोएडा में साथ रहने लगे और नोएडा के एक अस्पताल में काम करने लगे। इसी बीच लड़की सन्नी के बचपन के दोस्त सागर के संपर्क में आई और उसका सागर के साथ अफेयर शुरू हो गया।
पुलिस टीमों ने सफदरजंग अस्पताल और आसपास के इलाके में क्राइम सीन को ध्यान में रखकर जांच शुरू कर दी। मृतक सागर के माता-पिता से पता चला कि सन्नी पिछले एक सप्ताह से सागर को लड़की से दूर होने की धमकी दे रहा था। पुलिस को मिले और भी दूसरे इनपुट के आधार पर टीमों ने नोएडा, गोकुलपुरी, कुसुमपुर पहाड़ी, कड़कड़डूमा और अन्य आसपास के इलाकों में आरोपियों के संभावित ठिकानों पर छापेमारी की और आरोपी गंधर्व उर्फ सन्नी को पकड़ने में कामयाब रही।
पूछताछ में सन्नी ने खुलासा किया कि उसने मृतक लड़की से शादी की थी। सागर उसका बचपन का दोस्त था और उसी इलाके में रहता था। पिछले 15 दिन से उसकी पत्नी से दोस्ती हो गई और वह उसके साथ रहने लगा। उसने 2-3 बार चेतावनी दी कि वह खुद को उससे दूर कर ले क्योंकि वह पहले ही उससे शादी कर चुका है। उसने स्वीकार किया कि उसने दोनों पर उस चाकू से हमला किया जो उसके पास पहले से ही था। 22 वर्षीय सन्नी को घटना के 6 घंटे के भीतर पुलिस ने गिरफ्तार कर लिया।