當時，面目全爛的女屍被發現後，因為無法辨識身分，山上又沒有監視器，警方只能從白玫瑰尋找線索。小隊長莊國昌回憶說，白玫瑰比較罕見，也很少人送情人白玫瑰，為了找出凶嫌，四分局幾乎全員出動，找遍台中市區及烏日、龍井的花店，最後終於在台中市北區一家花店，查到買花的男子身分。
花店老闆娘對這個神祕男子印象深刻，她向警方表示，二天前，這名男子一來就說要買99朵白玫瑰，老闆娘好心告訴他，辦喪事才送白色花朵，建議他買粉紅色或紅色的花，但男子很堅持，還說因為與女朋友分手，要送她最後的禮物，並把店裡剩下的最後20朵白玫瑰全買走。
老闆娘的說法，印證了警方「情殺」的推論，有了動機，也有對象，但最根本的問題還沒解決，就是死者的身分！隊長張國益說：「我們在陳屍現場找到一個5、6公分長、白色、有點彈性的硬物，上面黏著一些腐爛的肉，當時也不曉得是什麼東西，後來上網查，才知道是整型用的矽膠，那塊東西就是死者隆鼻、墊在鼻頭裡的矽膠，因為臉部幾乎被蛆蟲咬爛，所以掉在地上。」
曾經整型、隆鼻，這是死者特徵之一，此外，警方還公布了死者腰部約20平方公分面積的刺青圖案、戴在左手的日系品牌手錶、右腳的腳鍊、指甲油顏色、手上的銀戒指等鉅細靡遺的特徵，拜託媒體披露。隔天，死者的父母便前往認屍，確認死者是失蹤一個多星期的張姓女子，死者直指女兒的男友梁又山（當年36歲）就是凶手，當天他約女兒出去，就再也沒有回來。
但光憑死者家屬的證詞，不能入人於罪。莊國昌說，偵查隊幹員調閱通往大肚山望高寮所有道路的路口監視器，果然在五權路、環中路口，調到梁男騎機車載張女上山的畫面。
警方根據監視器畫面，順利申請到拘票，當晚，莊國昌率員前往梁姓男子位於台中烏日的住處，員警一進入房間，梁男知道東窗事發，突然發出一聲尖叫，情緒激動地下跪認錯，還不斷捶自己的頭，哭喊說：「我不是故意要殺她的！」莊國昌注意到梁男手上戴著跟死者一模一樣的戒指，顯然愛也深、恨也深。
