11月24日，群众欧某到海口琼山公安分局云露派出所报案称：其朋友刘某(女，31岁，湖南岳阳市人)自11月19日后失去联系，怀疑其失踪。接案后，云露派出所按规定将刘某列为失踪人口并录入警用信息系统，展开大量调查和走访工作。
调查中，警方发现，刘某银行卡透支情况异常，失踪一事情况复杂。据此，琼山分局及时成立刑侦部门介入调查，对刘某住处、车辆及有关场所、物品全面排查。随后，警方发现失踪女子刘某男友彭某(男，24岁，湖北武汉市人)近期行为异常，怀疑刘某失踪与其有重大关联。在综合分析各种情报，获取有力证据后，专案组分别于12月10日、11日将彭某和有嫌疑的彭某朋友沈某(男，23岁，广东徐闻县人)传唤到案接受询问。
据介绍，彭某、沈某二人系退伍军人，有一定的社会经验，并具备相当的反侦查能力。为摸清事情真相，对此，专案组制定了一整套细致的审讯计划，在强有力的审讯攻势下，两名嫌疑人露出马脚，心理防线最终被攻破，并如实交代了其二人联合杀害刘某的犯罪事实。令人惊讶的是，其二人在将刘某残害后，竟将刘某碎尸，并抛尸海南中部多个地区。
据琼山警方介绍，彭某2010年退伍后，一直是无业游民，没有固定职业，居无定所。2012年5月份，彭某通过玩微信结识受害者刘某，二人随后发生暧昧关系并成为男女朋友。可就在二人正要谈婚论嫁的时候，刘某突然发现彭某原来已婚并育有一位还未满周岁的女儿。刘某感到被欺骗，提出与彭某分手。
据了解，在“东窗事发”后，彭某在刘某失踪前不久曾一度联系过刘某，但都遭到刘某婉言拒绝和有意回避。彭某于是心里暗存不爽，于11月19日上午来到刘某住处，双方在此期间发生口角争执。随后，彭某打电话叫来沈某共同将刘捆绑并杀害。为逃避责任，两人曾将刘某的尸体运到彭某位于海甸岛的住处，之后残忍地肢解了被害人尸体，并驾车沿海榆中线将被碎尸的尸体，一路抛尸灭迹。
