पुलिस को एक सितंबर को अमिताभ पार्क में अज्ञात महिला का शव मिला था। पोस्टमार्टम में गला रेतकर हत्या की जानकारी सामने आई थी। इसके बाद पुलिस की टीम ने महिला के शिनाख्त का प्रयास किया। 16 सितंबर को बिहार, मधुबनी के परमेश्वर शाह ने मृतका की पहचान अपनी बेटी के रूप में की थी।
इसके बाद पुलिस की टीम ने जांच बढ़ाई और महिला के मोबाइल नंबर की जांच की। तब कॉल डिटेल के आधार पर दिल्ली, दल्लूपुरा के रहने वाले हरखू राम उर्फ दीपक की भूमिका संदिग्ध मिली। 18 सितंबर को पुलिस ने उसे हिरासत में लेकर सख्ती से पूछताछ की। इसमें दीपक ने हत्या की बात कबूल ली।
पूछताछ में पता चला कि दोनों एक फैक्टरी में काम करते थे। नजदीकी बढ़ने पर दोनों के बीच प्रेम संबंध हो गए थे। ममता भी शादीशुदा थी लेकिन उसका तलाक हो चुका था। वह हरखू राम पर अपनी पत्नी व बच्चों को छोड़कर शादी करने का दबाव बना रही थी। ऐसा करने से मना करने पर पुलिस से शिकायत करने और बदनाम करने की धमकी दे रही थी।
31 अगस्त को महिला बिहार से लौटी थी। एक सितंबर को आरोपित ने उसे पार्क में मिलने के लिए बुलाया था। गुस्से में आकर चाकू से महिला की हत्या कर दी थी। एडीसीपी सुमित शुक्ला का कहना है कि आरोपी को गिरफ्तार किया गया है और चाकू बरामद कर लिया गया है।