Adliyeye sevk edilen 11 şüpheliden 8'i tutuklanırken, 3 şüpheli adli kontrol şartıyla serbest bırakıldı. Yapılan soruşturmada, Mahir Çoğaç'ın kardeşinin 4 yıl önce Adana'da Siirtli Bedirhan Bayğara'yı öldürdüğü ve Çoğaç'ın kan davası nedeniyle öldürüldüğü öğrenildi.
Cinayetin ardından Kocaeli Emniyet Müdürlüğü Asayiş Şube Müdürlüğü ekipleri, şüphelileri yakalamak için harekete geçti. Mahir Çoğaç'ı vuran 17 yaşındaki zanlı D.G. ile ona gözcülük yapan 20 yaşındaki B.Y., İstanbul Ümraniye'ye bağlı Dudullu'da yakalandı. İfadelerinin alınmasının ardından, polis ekipleri Kocaeli, İstanbul ve Adana'da ikinci bir operasyon gerçekleştirdi.
Soruşturma sırasında, cinayetin 2020'de Adana'da işlenen bir başka cinayetle bağlantılı olduğu ortaya çıktı. Bedirhan Bayğara, 4 yıl önce bir kafede kız arkadaşıyla oturduğu sırada silahlı saldırıya uğrayarak hayatını kaybetmişti. Bayğara'yı vurduğu iddia edilen kişinin Mahir Çoğaç'ın kardeşi Y. Çoğaç olduğu belirtildi. Mahir Çoğaç'ın cinayetinin, Bayğara'nın öldürülmesiyle bağlantılı olduğu ve kan davası nedeniyle gerçekleştirildiği ileri sürüldü.
"Hayalet" lakaplı Y. Çoğaç'ın cinayetin ardından yakalanamadığı, intikam almak isteyen Bayğara ailesinin Çoğaç ailesinden kimseye ulaşamadıkları için öğretmen Mahir Çoğaç'a pusu kurdukları iddia edildi.