根據日媒報導，案發當天中午過後，小松本與丈夫一同外出購物後返家，之後她再次出門，而丈夫則前往上班。下午4時50分左右，丈夫收到妻子訊息表示「現在要回家了」。直到晚間約7時30分返家時，丈夫才發現小松本身穿睡衣、渾身是血倒在玄關，隨即報警。
警方調查指出，小松本手臂上有十多處防禦性傷口，研判她在遭攻擊時曾試圖保護腹部；頸部與頭部則有刀傷與瘀傷，顯示曾遭刀器與鈍器反覆襲擊。現場並無翻找財物的痕跡，錢包與貴重物品皆留在原處。由於所有窗戶均上鎖，警方認為犯嫌是從需輸入密碼的前門進入，不排除對方假扮訪客，或原本就知道門鎖密碼，並認定此案具有強烈殺意與計畫性。
案件一度陷入膠著。曾任神奈川縣警第一搜查課長的刑事專家指出，應將「為何選在除夕夜犯案」視為重要線索，並擴大追查死者與其丈夫的人際關係。他分析，兇手可能想在年末宣洩長期積壓的憤怒，或因懷恨在心而拒絕迎接新年，認為犯嫌堅持在12月31日行兇必有其動機。
直到近期案件出現突破，茨城縣警方以涉嫌殺人罪，逮捕28歲公司職員大內拓海，他是小松本的前男友。警方指出，大內涉嫌於案發當日在公寓內持刀行兇，但本人否認指控，表示「毫不知情」。
此外，調查人員發現一件裝有定位裝置的毛絨玩具可能與案件有關。該玩具為卡通角色造型，曾作為禮物送給與小松本有關的人。警方懷疑，大內可能藉由該玩具的定位資訊掌握小松本的住址。調查也顯示，大內曾在案發前向熟人詢問小松本的居住地。
警方指出，未經他人同意使用GPS或防丟標籤追蹤位置的行為，已被日本修訂後的《防止跟蹤騷擾法》明令禁止。警方目前仍持續釐清相關證據與案情全貌。
