3天后，警方接到一个匿名报警电话，报警者是个公寓管理员，就在织原城二所居住的公寓工作。在7月5日这天，管理员按照惯例对公寓住户挨户进行煤气泄漏报警器检查，在检查到织原城二的公寓时，遭到了对方恶劣的拒绝。在当天晚上，管理员就注意到织原城二拿着一把铁锹出门了。警方根据管理员所提供的地址查到，织原城二的确在神奈川县的三浦市海边有套公寓。
之后，警方在对该公寓进行搜查的时候在浴室发现了血液的荧光反应，血型恰好与失踪的露西相符合。警方怀疑织原城二在这里杀害露西后，就在浴室里处理了露西的尸体，事后用清洁剂对浴室进行了清洗。由于清洁剂的干扰，警方只能检测到血液残留物的血型，而无法进行DNA鉴定。根据公寓管理员的证词，织原城二一定在这栋公寓附近的海边进行了抛尸，于是警方立刻派出警犬搜查队搜索露西的尸体，但毫无所获。
2000年10月27日，织原城二再次被警方逮捕，这次的罪名是猥亵未遂。在3天前，警方接到一名加拿大女性的报警电话，她告诉警方自己在和织原城二喝酒的时候突然失去了意识，等她清醒时发现自己正在织原城二的车上，她看向窗外发现汽车正朝着海岸行驶，她突然觉得很害怕就开始拼命反抗，织原城二被迫停车，她则利用这个机会从车上跳下逃走了。作为证人，这名女子到警察局当面指认了织原城二。面对证人，织原城二只能认罪，但他只承认自己在酒中投放麻醉剂，想要将对方带回自己的公寓，其他的一概否认，还说自己根本不认识露西，露西的失踪和他毫无关系。织原城二在被拘留了几天后，再次获得了自由。
2000年11月17日，东京地方检察院以强奸罪对织原城二再次实施抓捕，在搜查织原城二的一处住所时，警方发现了一些女性的毛发，之后警方从露西家人那里得到了露西的毛发样本，并将两者送去进行DNA鉴定。
2000年12月14日，织原城二因多项强奸罪接受审判，在法庭上织原城二否认了所有的指控。12月31日，织原城二再次接受审判，这一次出庭的证人一共有5名女子，其中外国女子3人，日本女子2人。这5个证人共同指证，她们均被织原城二用麻醉剂迷晕后带到酒店或公寓，然后就在昏迷中遭受了性侵。
之后，织原城二又一次接受了审判，这次的罪名是强奸致死，警方向法庭递交了织原城二对卡瑞塔实施性侵的录像带，这是一件十分重要的证物。在法庭上，织原城二表现得十分冷静，他说自己只是在和卡瑞塔发生性关系，既没有强奸她，更没有将她麻醉。随后警方递交了另外一份证物，即卡瑞塔的尸检报告，法医在她的体内检测到了麻醉剂的成分。对此，织原城二说他没有诱使或强迫卡瑞塔服用麻醉剂，就算她的体内有麻醉剂的成分，也不能说明他让卡瑞塔服用了麻醉剂。
与此同时，警方正在全力搜查露西的下落，但一直没有发现露西尸体的踪迹，直到2001年2月9日，警方接到一个匿名电话。匿名报警者提供了一个地点，即三浦市海边的洞穴。警方在经过几个小时的搜寻后，终于找到了一个可疑的洞穴，并挖出了一个浴缸，浴缸里是一具被肢解的女尸，而且是位白人女子。后经证实，女尸正是失踪的露西。3月3日，露西的尸体被送往英国下葬。警方在进一步的调查中发现，织原城二名下的一处仓库中有许多电锯、水泥等可疑物品，还有7月2日大量购买干冰的单据。警方怀疑，露西被害后织原城二担心尸体腐烂的气味会引人怀疑，于是就购买大量干冰防止尸体腐烂。而电锯、水泥之类的物品应该是织原城二肢解、处理尸体时所使用的。对于这些证物，织原城二辩解说，他的宠物狗在7月份突然死了，为了保存遗体所以才购入了大量的干冰，至于水泥是帮一个生意伙伴购买的。
