경찰은 이 여성의 시신에서 성폭행당한 흔적을 확인했다. 경찰은 숨진 장모씨의 이웃에 사는 40대 곽모씨가 술에 취해 장씨를 살해했다는 곽씨 내연녀의 진술을 확보한 것으로 알려졌다. 곽씨는 3년 전 현재의 내연녀를 만나 청주에서 살림을 차린 뒤 건설현장에서 노동일을 하며 생활한 것으로 알려졌다.
경찰 조사 결과 곽씨는 2004년 7월 친딸과 내연녀의 딸을 수차례 성폭행한 혐의로 구속 기소돼 징역 5년을 선고 받고 복역한 것으로 드러났다. 곽씨는 이후 경찰의 '성범죄 우범자' 관리를 받아왔다. 경찰은 곽씨의 집에서 옷과 장갑을 확보, 국립과학수사연구원에 감정을 의뢰했다. 국과수는 사망 원인은 질식이며 성폭행을 당한 흔적이 있다는 부검 결과를 상당서에 통보했다.