Tuğçe Mutlu, Altındağ ilçesine bağlı Hacettepe Mahallesi'ndeki evinde, geçen yıl 30 Mayıs'ta, daireden gelen kötü kokuların ardından komşuların ihbarı üzerine ölü bulundu. Mutlu'nun başından tabanca ile tek el ateş edilerek vurulduğu belirlendi. Mutlu'nun öldürüldükten sonra cesedinin yıkanıp, battaniyeye sarıldığı belirlendi. Evdeki incelemede bir miktar uyuşturucu madde de ele geçirildi. Bir süre önce eşinen boşanan Mutlu'nun 'sahtecilik' ve 'uyuşturucu'dan 12 suç kaydının olduğu öğrenildi.
Soruşturma başlatan polis, ev arkadaşı Songül Saylam'ın ortadan kaybolması ve olayda kullanılan silahın bulunamaması nedeniyle Tuğçe'nin cinayete kurban gittiği ihtimali üzerinde yoğunlaştı. Apartmanın güvenlik kamerası görüntülerini inceleyen ekipler, Tuğçe'nin evine son giren kişinin Oğuzhan Karakaya olduğunu saptadı.
Karakaya'nın ise Tuğçe Mutlu'nun ev arkadaşı Songül Saylam'ın sevgilisi olduğu belirlendi. Takibe alınan Karakaya, düzenlenen operasyonla Keçiören'deki evinde gözaltına alındı. Karakaya, ifadesinde; Mutlu'nun, sevgilisi Saylam hakkında küfrettiğinde sinirlendiğini ve yanındaki silahı çıkarıp tek el başına ateş ettiğini söyledi. Karakaya'nın ifadesi doğrultusunda sevgilisi Saylam da cinayete azmettirdiği iddiasıyla gözaltına alındı. Songül Saylam, ifadesinde, suçlamaları kabul etmeyerek, Oğuzhan Karakaya'nın kendisine melankolik ve saplantılı şekilde bağlı olduğunu, kendisine herhangi bir şey yapması için telkinde bulunmadığını söyledi. Karakaya ve Saylam, emniyetteki işlemlerinin ardından sevk edildiği adliyede çıkarıldığı hakimlikçe tutuklandı.