报案人描述，那天中午，他们俩沿着滦河东岸从上游往下游捡柴火，到了下游的一片河滩，看到一男一女两个年轻人。这两人时而靠近，时而分开，走走停停，像是一对情侣。当时，昌黎县王各庄的两名拉沙子的社员也在场。当这两名社员驾着拉沙子的胶轮马车遇到这对年轻人时，女青年似乎有意避开，而男青年主动上前搭话，说：“这姑娘和家里闹矛盾，自己跑出来了，刚找到她。”
王各庄的村民好奇地问道：“你们从哪儿来的？”
两名年轻人起初自称来自前黑王庄，但很快又改口说是河西村的人。说完这些，他们便一起朝着河堤方向走去。
两人在河堤附近来回走动了一个多小时，随后先后进入一座沙丘后方。一名来自黑王庄的村民正在捡柴火，出于好奇，他爬上了滦河边的一棵大树，试图观察沙丘后面的情况。然而，由于沙丘太高，他无法看清里面的动静。于是，他在树上朝沙丘方向喊了几声，但始终没有得到回应。大约十几分钟后，男青年从沙丘后面走出，迅速朝东南方向离去。过了很久，女青年却一直没有出现。出于好奇，两名捡柴的黑王庄村民走近沙丘查看，绕到后面时，发现女青年已经身亡。
据目击者回忆，那名男子个子很高，体型偏瘦，戴着一顶草帽，年龄大约三十岁。他脚踩一双红色皮鞋，腰上绑着一个蓝色布包，这种布包是当地农民常用的蒙头工具。
法医鉴定显示，受害者颈部遭裤带紧勒，同时存在被掐压的迹象。其口腔内填满沙粒，最终死亡原因为窒息所致。现场遗留有尸体被移动的痕迹，且受害者身上未携带任何身份证明物品。
现场勘查中，技术人员发现了两种脚印。经过比对，一种确认属于死者，另一种则来自一双男士翻毛皮鞋，推测为凶手所留。步法专家通过追踪技术分析这些脚印，推断出凶手是在滦河西岸与死者相遇，随后一同前往案发地点。作案后，凶手返回河西，足迹最终在前黑王庄村南消失。值得注意的是，凶手的步态特征显示其右脚有外展倾向。
调查工作一直进行到第二天上午，覆盖了以案发地为中心、半径4公里的区域。在对该范围内各公社和生产队的失踪女性进行逐一排查后，唯一发现的是距离现场3.5公里的会里公社石庄大队的21岁女社员范某君。她在1月19日早上与家人发生激烈争执后独自离家，其外貌、身材和衣着与发现的女性遗体特征高度吻合。经过家属对遗体的辨认，最终确定无名女尸就是范某君。
范某君离家出走的起因是家庭内部的一桩丑闻：她痴迷于姐姐范某爱的男友刘某庚，后者是一名县城修表匠。范某君多次向父母和姐姐哭诉，要求姐姐将刘某庚“让”给她，但遭到坚决拒绝。她的父亲甚至因此对她进行了严厉的惩罚。范某爱并未将妹妹的威胁放在心上，依然与刘某庚定下了婚期，计划在1月22日完婚。得知这一消息后，范某君情绪失控，在家中大闹一场，导致全家陷入混乱，成为全村人议论的焦点。
迫于无奈，范某爱只得随母亲逃往2.5公里外的南常坨大队，投奔姥姥家避难。然而，事情并未就此平息。1月19日清晨，范某君气势汹汹地追到姥姥家，对着母亲和姐姐破口大骂，指责母亲偏袒，辱骂姐姐不知羞耻。发泄完怒火后，她愤然离去，自此杳无音信。直到当天下午，人们再次见到她时，她已变成一具冰冷的尸体。
然而，令调查人员感到意外的是，范某君的家属对其死亡反应异常冷淡，甚至对警方表现出明显的敌意。范某君的姐姐范某爱直言不讳地表示：“既然她已经死了，大不了我和刘某庚用命来抵她的命。”
1月21日，范家匆匆安葬了范某君。次日，范某爱便与刘某庚举行婚礼，两人毫无悲痛之情。然而，范某君的叔叔范某某私下向调查人员透露：“凶手很可能就在家族内部。”他还提到，刘某庚在与范某爱交往前，曾与范某君有过不正当关系。
调查人员初步锁定刘某庚为关键嫌疑对象，原因在于他与范某君曾有过暧昧关系，随后却移情别恋，转而与范某爱结为夫妻。范某君因不满姐妹间的婚姻争夺，试图破坏刘某庚与范某爱的婚事，这一行为为刘某庚提供了可能的作案动机。
1月23日，侦查员对刘某庚实施了拘留审查，同时对其社交网络展开全面调查，力争在三天内结案，以便顺利迎接春节。
经过两天的调查和审查，结果令人沮丧。调查显示，案发当天刘某庚一直在乐亭县城关修理手表，多名证人证实了这一点，证明他完全没有作案时间。此外，曾经见过嫌疑人的前黑王庄拾柴社员也指认，刘某庚并非他们所见之人。因此，刘某庚的嫌疑被彻底排除。
接着，警方对范某君的兄长范某进行了深入调查。范某对妹妹的评价极差，常对外宣称她是“惹事精”，并认为只有她不在，家庭才能安宁。然而，经过一整天的详细排查，范某的嫌疑被排除。调查显示，案发当天范某全天都在岳母家参与农活，不具备作案的时间条件。
在放弃了年底前破案的想法后，警方开始对滦河两岸的八个生产队进行深入调查，动员群众寻找一个高个子年轻男子，他腰上系着蓝色布包，脚穿红色翻毛皮鞋。与此同时，警方也持续对死者家属进行细致的工作。
经过几天的沟通，范某君的家人逐渐消除了对警方的抵触情绪，提供了更多关于死者的细节。范某君在过去半年里交往了四个对象，其中三个是因为他对对方不满意而分手，另一个则是他自己很满意，但家人反对，最终也分手了。从那以后，范某君与家人的关系彻底破裂，频繁离家出走。在案件发生前的一个月里，他经常独自到外村看露天电影，并借此机会与一些不良青年接触。在姐妹争嫁的风波之后，范某君频繁前往北常坨大队，与那里的一个流氓团伙混在一起。回家后，他曾对家人威胁说：“我有一帮人，要把你们都干掉！”
调查人员分头行动，一组专门调查与范某君有过感情纠葛的四位前任，另一组则集中精力调查北常坨大队涉及的不法团伙。
经过调查，与范某君有过感情纠葛的四名男子均被排除作案可能。在北常坨大队，虽存在一个流氓团伙，但成员们在看过范某君照片后一致表示，尽管见过她，却从未与其有过实质接触。他们甚至表示，范某君举止怪异，令人避之不及，有人更是直言不讳地说，即便自己行为不端，也不会对这样的女人感兴趣。这种看法在当地社员中普遍存在，反映出范某君在当地并不受欢迎。此外，前黑王庄的拾柴社员证实，他所见的男子并非该团伙成员。
自案件发生至1月24日，警方持续展开基层排查工作。侦查人员在八个大队、五十五个生产队的范围内，对九百多名符合条件的男性青年进行了细致调查。经过筛查，锁定了二十一名经常携带蓝布包、穿着翻毛皮鞋的高个男子。然而，经黑王庄拾柴社员的逐一辨认，这些人员均被排除了作案嫌疑。
1月25日，拾柴社的成员在南常坨大队认出了社员梁某，认为他符合目击者的描述。这让侦查人员一度感到兴奋，认为案件即将取得突破。然而，经过详细调查，梁某的作案时间被彻底排除，结果再次令人失望。
2月1日，正值除夕，滦河两岸的村民们都在忙着贴春联、放鞭炮，唯独侦查员们还在苦苦思索凶手的身份。在这种紧张的氛围中，1984年的甲子鼠年悄然来临。
2月14日，警方决定对李振斗进行直接审讯。以下是审讯过程中的部分对话记录：
“1月19号中午，你是不是去河边捡过柴火？”
“我去过那儿。”
问：“你有没有亲眼见过死去的人？”
“没有，我从未见过。”
问：“你有没有那种表面带毛的皮鞋？”
回答是：“没有。”
“先想好再说！”
我去年确实买了一双鞋，不过到了年底，我就把它送给了我妻子的弟弟。
问：“案发当天有人目击你捡柴时穿着翻毛皮鞋，这怎么解释？”
我记混了，其实是在大寒那天，也就是1月21日，我把我小舅子送走的。
“你手背上那些伤痕是怎么弄的？”
他说：“和妻子发生争执时，被她抓伤了。”
李振斗这人，不撞南墙不回头。
根据李振斗的妻子和她的弟弟透露，去年李振斗购买了两双红色翻毛皮鞋，其中一双送给了弟弟，另一双自己留着。此外，李振斗的妻子坚决否认曾与李振斗发生争执并抓伤他的手。她强调，自从两人结婚以来，他们从未有过任何争吵或肢体冲突。
2月16日，警方带着李振斗重返现场，让他指认之前捡柴的地点。经过仔细观察，发现李振斗走路时右脚向外撇，这一特点与案发现场留下的脚印特征完全一致。
1月19日，李振斗戴着一顶草帽，穿着一件外套，这些都是他向邻居梁某借来的。正是这身打扮，让那个一直协助警方辨认的拾柴村民认错了人。他来到滦河西岸捡柴火，恰巧遇到了范某君。范某君因为和家人闹别扭，从姥姥家跑出来，一路闲逛到了这里。李振斗见她面生，便问她从哪里来。范某君没有多想，直接告诉他自己是和家里吵架后跑出来的。
李振斗起了坏心思，开始骚扰范某君。当两人走到沙丘后面时，他突然动手想侵犯她。范某君拼命反抗，李振斗急了，掐住她的脖子，还往她嘴里塞沙子，想让她闭嘴。结果下手太重，直接把她掐晕了。看到范某君手脚还在动，怕她醒过来继续反抗，他就用她的腰带勒住她的脖子，把她勒死了。勒的时候，他听到树上砍柴的社员在喊，心里发慌，不敢多待，勒死后就赶紧跑了。
