با ثبت این شکایت، تحقیقات برای شناسایی متهم آغاز شد تا اینکه پدر شاکی سرنخی از مرد افغان بهدست آورد و با مراجعه به پلیس گفت: «بعد از اینکه دخترم ماجرا را برایم تعریف کرد به محل حادثه رفتم و آنجا را زیرنظر گرفتم. دقایقی پیش پسری موتورسوار را در حال پرسه زنی و ایجاد مزاحمت برای یک زن دیدم. به او مشکوک شدم و تعقیبش کردم. او وارد یکی از ساختمانهای نزدیک ایستگاه مترو شد.» ماموران بسرعت به محل اعزام شدند و پسر 19 ساله افغان را دستگیر کردند.
رحیم در مواجهه حضوری با سحر به جرم خود اعتراف کرد و برای انجام تحقیقات مقدماتی به دادگاه کیفری استان تهران منتقل شد. او گفت: «من کارگر شهرداری هستم و کارم رنگآمیزی جدولها و آسفالت کردن خیابانهاست. روز حادثه در حال پرسه زنی با موتورم بودم که شاکی از ایستگاه مترو بیرون آمد. خیابان خلوت بود. به سمت شاکی رفتم و از پشت سر دهانش را گرفتم. او را به زور به محلی خلوت بردم و در جوی آب کنار خیابان مورد آزار و اذیت قرار دادم. شال گردن را هم دور گردنش انداختم و فشار دادم تا نتواند داد و بیداد کند. سپس گوشیاش را دزدیدم و متواری شدم. موقع فرار گفتم حق نداری تا وقتی سوت نزدهام، از جوی آب بیرون بیایی وگرنه تو را میکشم.»
شیوه متهم در ربودن و آزار و اذیت سحر، احتمال قربانی شدن افراد دیگر را افزایش داده بود. از طرفی پدر سحر مدعی شده بود دختر یکی از همسایهها هم پیش از این مورد آزار و اذیت متهم قرار گرفته اما شکایت نکرده است. چند روز پس از دستگیری متهم، خانواده دومین قربانی نیز به دادگاه مراجعه کردند تا دومین شکایت هم در پرونده ثبت شود. راحله 17 ساله درباره روز حادثه گفت: «شب بود. از ایستگاه متروی باقری پیاده شدم اما ناگهان متهم از پشت سر دهانم را گرفت. مرا به زور به جوی آب برد و مورد آزار و اذیت قرار داد. لحظات زیادی با او درگیر بودم اما با مشت و لگد به من میزد. یک پارچه را هم دور گردنم پیچید تا خفه ام کند اما موفق به این کار نشد. موقع فرار کردن به من گفت تا سوت نزدم حق نداری از جوی آب بیرون بیایی وگرنه تو را میکشم.» چند روز بعد از راحله، افسانه 17 ساله هم بهعنوان سومین قربانی مرد آزارگر، شناسایی شد.
با شناسایی سه قربانی، رحیم برای تکمیل تحقیقات به دادگاه منتقل شد. او با اعتراف مجدد گفت: «من یک تیشرت اضافه میپوشیدم تا دخترانی را که میدزدیدم خفه کنم. هر سه آنها را هم هنگام پرسه زنی با موتور شناسایی کردم.» با ثبت این اعترافات و تائید وقوع تعرض به سحر توسط پزشکی قانونی، تحقیقات مقدماتی به پایان رسید و قرار است بزودی وقت محاکمه تعیین شود.