경찰은 ""초등학교 6학년생이 새벽에 신발도 신지 않고 끌려 갔는데 반항 흔적이 전혀 없고 별다른 침입 흔적도 없다""는 점이나 자신은 심하게 폭행당하고 손녀가 납치됐는데도 할아버지는 용의자가 1명이라고 했다가 다시 2명으로 말을 바꾸는 등 진술이 계속 오락가락하고 뿐만 아니라 ""돈을 노린 범행이 아닌데도 어린이를 납치하고 협박 전화 한 통 없다""는 점 등을 근거로 단순 납치 사건으로 보기엔 너무 많은 의문점이 있어 ""단순 납치 사건이 아닌 면식범에 의한 원한 관계에 의한 범행일 가능성이 높다""고 보고 다시 원점에서 수사를 재개했지만 별다른 실마리 없이 수사가 장기화되자 6월 9일부터 허은정의 집 주변 반경 5km 지역을 대상으로 대대적인 수색을 펼쳐 납치한 괴한에 의해 실종된지 14일째 되던 날이자 인명 구조견을 동원해 수색을 시작한지 3시간 만인 6월 12일 집으로부터 2km 떨어진 속칭 용박골 8부 능선에서 허은정으로 보이는 어린 여자 아이의 시신이 계곡 근처 수풀이 우거진 비탈길에 알몸으로 반듯하게 놓인 채 발견되었고 이에 190여명의 수색팀을 구성해 허은정의 옷이 발견된 지점으로부터 산 아래로 150ｍ 정도 떨어진 곳에서 허은정의 속옷 하의를 발견했다. 경찰은 시신의 모발과 체모 등 DNA 시료를 채취해 국립과학수사연구소에 조직검사를 의뢰한 결과, 대구 달성경찰서 안재경 수사과장은 6월 13일 오후 유가면 유가치안센터에서 브리핑을 갖고 ""오늘 오후 경북대 법의학교실에서 시신을 부검한 결과 시신은 안면부와 상반신이 심하게 부패돼 뼈만 남은 상태로 식별이 불가능하고 하반신은 피부가 남아 있는 가벼운 정도의 부패가 진행중이다. 부패가 심하게 진행돼 사망 원인을 밝혀내지 못했으며 성폭행 여부도 밝혀내지 못했다. 하지만 시신 부패 정도와 사건발생 시점 등을 감안할 때 허은정의 시신임은 확실하다. 부패가 진행되지 않은 부위에서도 특별한 외상을 발견하지 못했다""고 밝혔다. 다만 허은정의 머리 바로 옆에 있던 돌에서 혈흔이 발견돼 경찰은 사건 관련성을 수사하고 있다.특히 ""몽타주와 범인 얼굴이 많이 닮았다""며 ""지금이라도 범인을 데려오면 정확히 얼굴을 알아볼 수 있을 것 같다""고 말하는 할아버지가 6월 20일 최면수사를 통해 허은정의 집 담장에 서 있던 30대를 보았다는 목격자 김모씨(26)의 진술내용에 대해서도 범인의 인상착의와 비슷하다고 답하고 있고허은정의 시신과 주변에서 수거한 모발과 체모, 손톱 등 240여점에 대한 감식을 국립과학수사연구소에 의뢰한 결과 허은정이나 허은정 가족이 아닌 3명의 DNA가 확인되어 경찰은 용의 선상에 오른 90여명으로부터 채취한 구강조직 시료와 대조작업에 들어갔다.