警方指出，王姓婦人8月6日失蹤，家屬焦急報案，8日正式受理為失蹤案協尋，警方調閱監視器，發現殷女曾拖著沉重行李箱現身淡水河邊，隨後消失又出現，行李箱重量已明顯減輕，懷於殷女與案件有關。8月17日，家屬在住處附近發現一只可疑行李箱，警方立即送採證，回想起監視器畫面，直覺殷姓媳婦與案件有關；19日鑑識小組到王婦住處採證，並未發現打鬥痕跡和血跡，案情一度陷入膠著。
8月26日，高灘處外包淨灘人員於紅樹林沼澤樹叢，發現疑似女性遺骸（骨盆骨），經鑑識中心採集DNA比對，確認身分確為失蹤的王姓婦人。警方鎖定其同住的殷女，並於9月18日將其依違反《刑法》遺棄屍體罪嫌函送士林地檢署偵辦。
根據警方初步調查，殷女與王婦同住一屋簷下。殷女表示，當日發現婆婆突然昏厥，失去呼吸心跳，但不知該如何處理，又擔心遭到責難，只好將遺體裝入行李箱中，運送至淡水捷運站後方，再棄置於淡水河畔的紅樹林地區。