Os familiares da vítima procuraram a 105 DP no último dia 17 para registrar o desaparecimento e, logo após a comunicação os agentes deram início as investigações e buscas. Em trabalho conjunto com a perícia técnico científica de Petrópolis foi possível identificar o corpo localizado como sendo de Matheus.
A apuração apontou que no dia 13/06 a vítima teve uma discussão com o ex companheiro de sua namorada, na residência dela. Durante a briga, ele foi golpeado na cabeça e morreu no local. Após assassinar a vítima o autor ocultou o corpo em uma mata próxima a casa onde ocorreu o crime.
Com base em ações de inteligência e elementos coletados na investigação, a delegada Juliana Ziehe, titular da unidade, representou pela prisão do autor pelo crime de homicídio qualificado. O mandado foi expedido pela vara criminal de Itaipava.