配達先の隣の庭で血痕と薬莢が発見された。警察は押収した物証を鑑定するなどした。すると、凶器が22口径の銃であることや、遺体に残された銃弾と庭で見つかった薬莢が一致したことが判明した。その後、警察は隣人ジョシュを事情聴取。ジョシュは容疑を否定し、テッサとは面識がないと主張。なお、ポリグラフ検査を行ったところ、ジョシュは嘘をついていないと判断された。
警察は島民全員を容疑者と考えて捜査し、島民1人1人に聞き込みを行った。
ピザの配達をしていたスタッフの証言によると、女性店員を付け狙う男がいたという。男は沿岸警備隊の隊員のマシューで、マシューは事件への関与を否定。警察はマシューについての捜査を開始するも、マシューのアリバイが成立。警察は捜査員を増やして手がかりをつかもうと必死に動いた。
事件から2年が経過したところ、刑務所に服役する受刑者によって、意外な犯人像が浮かび上がった。受刑者のブライアン・チェリックスが減刑を条件に犯人を教えると主張。捜査官はブライアンと面会して、司法取引を承諾。受刑者ブライアンの証言によると、従兄弟バーグマンはピザ店でテッサを気に入り声をかけたが、誘いを断られ、憎み始めて殺害。その後、遺体をピザの配達に使う車に乗せて、人けのない場所まで運び、凶器は近くの川に投げ捨てたという。なお、警察のダイバーチームが川を捜索するも凶器は発見できなかったが、ブライアンを同行させて再度捜索したところ、凶器のライフルが発見された。警察はバーグマンを指名手配した。
記録によるとバーグマンは1年前に交通事故を起こして死亡していた。捜査員は、ブライアンがバーグマンに罪をなすりつけた可能性があると考えて、アメリカ・コロラド州で受刑者ブライアンの元妻アンジーと会い、話を聞いた。元妻アンジーの証言は「凶器のライフルはブライアンの物と同じタイプ」。また、捜査員がブライアンを問い詰めたところ、ブライアンは犯行を自供した。
事件の真相を紹介。事件の3か月前、ブライアンはテッサに惹かれて、テッサと会うためだけにピザを注文するようになり、テッサを執拗に誘い続けた。殺害の動機は「多額のチップを渡したのに誘いを断り続けたから」。運命の事件当日、ブライアンは誰もいない別荘の住所を使い、ピザを注文。訪れたテッサを殺害後、ピザに使う車に乗せて現場を離れた。途中、通りかかった川に凶器のライフルを投げ捨てた。事件から2年後、別件で逮捕されていたブライアンは、従兄弟のバーグマンが事故で他界したことを知り、従兄弟を犯人に仕立て上げ、減刑を狙って司法取引をもちかけた。
判決の結果、ブライアンは第一級殺人で有罪となり、死刑が宣告された。