Cinayet, Murat Sevilen'in eşi Hafize Sevilen'in iş dönüşü eve gelmesiyle ortaya çıktı. Hafize Sevilen, kızının cansız bedenini çekyatın içinde bulunca sinir krizi geçirerek 112 Acil Çağrı Merkezi'ne haber verdi. Olay yerine gelen sağlık ekipleri, Eylem Sevilen'in hayatını kaybettiğini belirledi. Eylem Sevilen'in cenazesi, kesin ölüm nedeninin tespiti için otopsi yapılmak üzere Bursa Adli Tıp Kurumu'na gönderildi.
Murat Sevilen, cinayetin ardından kızının telefonunu karıştırarak erkek arkadaşıyla yaptığı yazışmaları okuduğunu ve ardından erkek arkadaşını bulmak için evden ayrıldığını söyledi. Taksiyeye binen Sevilen, kısa sürede polis ekipleri tarafından yakalanarak Gönen İlçe Emniyet Müdürlüğü'ne götürüldü. İfadesinde, "Kızımın erkek arkadaşı olduğunu düşündüğüm için doğum gününe gitmesine izin vermedim. Tartıştık, sonra kendisini öldürüp cesedini çekyata koydum. Ardından telefonu karıştırıp erkek arkadaşı ile yaptığı yazışmaları okudum ve onu bulmak için evden ayrıldım. Ancak polis kısa sürede beni yakaladı." dedi.
Psikolojik sorunları olduğu ve bir süredir ilaçlarını kullanmadığı belirtilen Murat Sevilen, çıkarıldığı mahkeme tarafından tutuklandı. Eylem Sevilen'in cenazesinin Gönen'de toprağa verileceği öğrenildi.