办案人员第一次找许志远谈话时，他还能保持镇定。他坐在椅子上，双手交叠放在膝盖上，说跟陈小舒的关系维持了好几年，但后来就疏远了，最近半年已经断了联系。办案人员翻着日记复印件，一条一条念给他听。许志远的脸色一点点变白。日记里清清楚楚写着案发前不久两个人还在频繁联络，矛盾激烈，陈小舒多次提到不得好死不会放过你之类的话。
办案人员后来调取了许志远的手机通话记录和短信记录。一条短信引起了他们的注意：案发当晚，陈小舒发给许志远的那条，姓许的，你可把我害苦了，时间是腊月二十八晚上八点左右，恰是陈小舒从单位离开之后。
办案人员再次提讯许志远。这一次直接拿出了那条短信的打印件。许志远整个人僵住了。他沉默了很久，终于叹了口气，交代了刘小明的名字。
专案组顺藤摸瓜抓捕了刘小明。起初刘小明还想抵赖，但面对刑侦人员从涂料厂现场提取的物证以及许志远的供述，他最终招了。
在许志远被双规期间，办案人员进一步查明了他利用职务便利收受贿赂的问题，数额达五十余万元。
2007年初，案件移送司法机关。在看守所里，许志远的心态经历了一次剧烈的垮塌。刚被关进去那几天，监号里有人问他是犯了什么事进来的，他如实说了。对方听完只说了句：你完了，准备后事吧。许志远那几天整夜睁着眼睡不着，精神彻底崩溃。等到办案人员再次提讯时，他先是抗拒交代，后来办案人员向他讲明认罪态度与判决结果之间的利害关系，他开始慢慢松口，最终交代了全部犯罪事实。
2007年6月22日，北京市第一中级人民法院公开开庭审理此案。
法庭上，刘小明当庭翻供。他不承认许志远指使他杀人，改口说那天只是想把陈小舒叫过去劝劝她，叫她别闹了。他说自己把陈小舒绑起来之后就去做饭了，后来有人敲门，进来一个自称姓李的男人说来接陈小舒，他没理，继续回屋做饭。等再回去的时候陈小舒不见了，床单上有血，他害怕就烧了床单。
许志远也在法庭上说了一个之前从未提过的情节：他曾给刘小明打电话让当天不要动手，因为陈小舒是从他办公室离开的，他担心惹祸上身。他还在法庭上说他专门拦了一辆出租车给了司机五十块钱，让司机去刘小明的涂料厂门口等着，给陈小舒一次逃生的机会。刘小明承认两个人确实通过电话，但不承认许志远让他停手。
许志远的律师当庭辩称许志远虽然说过灭了她的心都有，但那只是情绪化的口头表达，没有具体的教唆杀人行为。律师还认为被害人陈小舒有重大过错，她长期纠缠、骚扰许志远的家人，对矛盾激化负有直接责任。
刘小明的律师则直接做了无罪辩护。律师认为目前没有陈小舒死亡的直接证据，只有口供和排风扇扇片上的脂肪成分鉴定，后者不能认定就是陈小舒的，在没有找到尸体的情况下应该认定为失踪而非死亡。
检方当庭出示了完整的证据链。
2008年1月15日，北京市第一中级人民法院作出一审判决。许志远犯故意杀人罪，判处死刑，剥夺政治权利终身；犯受贿罪，判处有期徒刑十三年。法院依法决定对其执行死刑，剥夺政治权利终身。刘小明犯故意杀人罪，被依法判处死刑，剥夺政治权利终身。
法槌落下的那一刻，旁听席上的童建低着头，双肩微微发抖。他手里攥着一张照片，那是女儿过五岁生日时一家三口的合影，陈小舒抱着女儿笑得很甜。
