חודש לאחר הירצחה נשלח מכתב נושא הכותרת "מכתב הווידוי" שהודפס עם מספר שגיאות כתיב במכונת כתיבה מדגם Royal בטרם שוכפל מספר פעמים ונשלח עותק (צילום רביעי או חמישי של עותק המקור) לעיתון המקומי "פרס אנטרפרייז", שמתאר את השתלשלות האירועים עד לרציחתה של בייטס, הרוצח (או לכל הפחות מחבר המכתב) טען כי הכיר את הנרצחת (לדבריו "בייטס לא הייתה הראשונה והיא לא תהיה האחרונה") במשך שנים וכי סבל מדחייתה אותו ומ"התאכזרותה כלפיו", הוא טען שחיבל ברכבה כדי שתיאלץ להיענות להצעתו לתת לה טרמפ הביתה, לדבריו הוא חיכה בתוך הספרייה כ-2 דקות ואז יצא לחניון וניגש לבייטס והציע לה שייקח אותה הביתה במכוניתו, היא הסכימה, כאשר ירדו במורד הרחוב אל עבר כלי רכבו שהיה ממוקם כמה דקות מהספרייה טען כי אמר לבייטס ש"הגיע הזמן", לתדהמתה שאלה אותו "הזמן למה?" והוא השיב לה: "הזמן שלך למות", תפס בגרונה בחוזקה והחל לדקור אותה עם סכין קטן שהחביא בכיסו, הוא טען שהיא ניסתה להיאבק בו אך שזה היה "אבוד מבחינתה" ושכאשר הראתה התנגדות - בעט בראשה והמשיך לדקור אותה. הוא טען שבזמן שאחז בה תקף אותה מינית בכך שנגע בחזה "החם", וזנח אותה במקום מתבוססת בדמה לאחר שהסכין שלו נשברה בעת הדקירה האחרונה בתוך בטנה (מה שהתברר כלא נכון מהנתיחה שלאחר המוות). לדבריו הוא התכוון להמשיך במסע ההרג ולעיתים נשאר ער בלילה כדי לחשוב את מי יירצח הבא בתור, הזכיר נערה בלונדינית יפה שעובדת כבייביסטר ועוברת בסמטה אפלה ליד מקום מגוריו והתחבט בתיאורים והצעות קצרות, לבסוף דרש מהקהל בריברסייד "לשמור את בנותיהם בבית אם הם רוצים שיישארו בחיים" וציין כי שלח עותק של המכתב גם למפקח המשטרה בעיר.
מדו"ח מפקד המשטרה בריברסייד לשריף של מחוז נאפה ב-20 באוקטובר 1969 עולה כי המכתב שנשלח לעיתונות הכיל פרטים מוכמנים שרק הרוצח ידע לספר על המקרה (אם כי יש טענות כי חלקם גם פורסם בעיתונות לאחר הרצח) וגם כי נדמה שהוא צילם את המכתב המקורי, שאותו שמר אצלו, כמה פעמים על נייר באיכות ירודה וקרע את הפינות העליונה והתחתונה של הדף מהעותק אותו צילם במטרה ליצור את הגרסה שנשלחה כדי שיובן שמדובר בהעתק. הרוצח דקר את הנרצחת פעמים רבות בחזה ופעם אחת בגבה ואף הכה את פניה וחנק אותה, גרונה שוסף בצורה שכמעט ערפה את ראשה. כלי הרצח היה סכין באורך 3.5 אינצ'ים ועוביו כ-0.5 אינץ'. לדבריו המשטרה בריברסייד הצליחה לאתר כמה טביעות אצבע לא מוכרות ברכבה של בייטס, כפי הנראה של הרוצח, שהועברו לתיק החקירות של ה-FBI שחקר גם את המקרה בנאפה.
לאחר שישה חודשים מרציחתה של בייטס נשלחו מכתבים בכתב יד לא מסודר שנוטה שמאלה אל אביה של בייטס, משטרת העיר ריברסייד והעיתון המקומי של העיר וטען כי "בייטס הייתה צריכה למות", המכתב שנשלח למשטרה הכיל מתחת למסר שרבוט שנראה כמו האות "z" ולכן הוצע כי ייתכן שיש קשר לרוצח הזודיאק; אחרים הציעו כי מדובר בסמל בקצרנות גרג שנלמדה במערכת החינוך האמריקאית ואף במכללת ריברסייד באותה העת. הערכת החוקרים הוא שהרוצח של בייטס היה כפי הנראה תלמיד במכללה (שכן שהה בתחומי הקמפוס בשעות הלילה) בן גילה של בייטס (אולי שנה או שנתיים יותר) שהכיר את הנרצחת עוד מימי התיכון לפחות (בייטס למדה בתיכון "ראמונה" בעיר והייתה תלמידה מצטיינת, מקובלת מאוד ומעודדת של קבוצות הספורט של התיכון) והיה ביחסי קרבה כאלו שלא הפתיעו אותה כאשר נתקלה בו והסכימה להתלוות אליו לרכבו. ייתכן שהציע לה טרמפ באופנוע שכן לאחר שעת הרצח המשוערת נשמע מהאזור אופנוע מתניע בצורה רועשת.
ב-1 באוקטובר 1967, כשנה לאחר הרצח, פורסמה כתבה ב"אנטרפרייז" על הנערה שנרצחה, כחודש לאחר מכן נשלח מכתב אל עורך העיתון "פרס אנטרפרייז" מכתב נוסף מודפס במכונת דפוס שהכיל את התאריך 1 בנובמבר 1967 וגם בקשה מוזרה לסקר את הרוצח יותר מאשר את הקורבן: "סיקורכם את הנרצחת היה מעניין מאוד, אולי סיפור על הילד שרצח אותה יהיה יותר מתגמל, אם אנשים יקראו את הסיפור על ילד שנהפך לרוצח זה יגרום להם להפסיק לחשוב על חייהם של הילדים שלהם, "האם אנחנו מניחים את התשתית לעוד רוצחים?" זאת עשויה להיות אחת השאלות שיעלו במוחם לאור סיפור כזה" שנכתב לכאורה בידי "פטרישיה האוץ, עמיתה ללימודים", אמנם מרישומי המכללה לא נתגלתה סטודנטית העונה לשם זה. לאחר יותר מ-40 שנה הצליחו בלשים חובבים לאתר אישה מבוגרת ששמה האמצעי היה "פטרישה" ושם משפחתה "האוץ" שהסתבר שלמדה במכללה אחרת בזמן המכתב והרצח, היא סירבה להתראיין לעיתונות והערכת הבלשים החובבים היא שגם אם הייתה תלמידה אמיתית עם שם זה במכללה אין לה קשר למכתב הזה, ואין מנוס מלקבוע שהרוצח השתמש בזהות בדויה כדי לפנות לעיתונות כדי שיזכו אותו בפרסום כפי שהשתוקק. הוצעה האפשרות שגם אם הזודיאק לא היה רוצחה של בייטס, שהוא אכן היה מחברם של המכתבים שנשלחו לעיתונות, למשטרה ולאביה של בייטס בשל הדמיון בסגנון ההתנסחות שלו, ושזהו רמז עבה לכך שהיה חי בריברסייד בזמן הרצח.
בשנת 1970 קיבל באד קלי, קצין משטרה ממחלקת הרציחות של ריברסייד שהועלה לדרגת חוקר שנתיים קודם לכן, את הפיקוד על התיק ולקח את יומנה של צ'רי ג'ו בייטס מחדר הראיות למחקר עצמאי, הוא טען כי ביל בנט (שכונה בפרסומים פומביים בשם הבדוי "בוב בארנט") הוזכר בו אך לא היה יכול לעלות מן הרישומים של הקורבן על אדם אחר שייתכן והכירה צ'רי שהוא הרוצח. באותה השנה גם בחן שרווד מוריל, הגרפולוג של משטרת סן פרנסיסקו, את השיר שנכתב על לוח השולחן שנתגלה בספרייה לאחר הרצח וקבע כי הכיתוב "rh" בסיום נכתב בצורה נוטה ימינה כמו כתב היד של רוצח הזודיאק וכי הכתב עצמו הכיל דמיון מסוים בצורת כתיבת האותיות R ו-F של הזודיאק במכתבים ובגרפיטי שהשאיר על דלת רכב של אחד מקורבנותיו במפרץ סן פרנסיסקו בשנים הבאות.
בשנת 1971 קיבל העיתונאי פול אייברי מה"סן פרנסיסקו כרוניקל" שפרסם את הכתבות לגבי מעשי הזודיאק הודעה מאדם מלוס אנג'לס כי יש לו מידע לגבי הרצח בריברסייד. אייברי נסע עד אליו כפי שביקש והם נפגשו באזור מפעלים בעיר והאדם סיפר לו שקרוב לוודאי שהרוצח מאותו האירוע הוא הזודיאק. אייברי המשיך עם החומר שקיבל מהמודיע אל משטרת לוס אנג'לס שפתחה בחקירה וזימנה את הבלשים האמונים על המקרה ממשטרת סן פרנסיסקו למשרדיהם, לאחר הפגישה הזו הסתכסכו הבלש טאסקי ואייברי והפסיקו לעבוד בתיאום בחקירת הרציחות. אם זהו אכן רוצח הזודיאק הרי שהפרופיל של גבר בן 35–45 שניתן בדיווחים של תחנות המשטרה של אזור מפרץ סן פרנסיסקו בשנים שלאחר מכן (דצמבר 1968–1974) שגוי שכן הרוצח היה צריך להיות בשנות העשרים לחייו בעת המעשים.
בשנת 1971, חמש שנים לאחר הרצח, שלח הזודיאק מכתב בדואר אוויר מהעיר פלזנטון ל"לוס אנג'לס טיימס" שבו נתן קרדיט למשטרת סן פרנסיסקו על כך שגילו על "הפעילות שלי בריברסייד" וטען ש"הם מוצאים רק את המקרים הקלים, יש עוד המון (מקרים) שם בדרום (קליפורניה)" שהמשטרה לא עלתה עליהם עדיין. לאחר כמה שנים הודיעו אייברי ומשטרת לוס אנג'לס כי הם חושדים שאין קשר בין המקרה בריברסייד לזודיאק וכי הרוצח, שפרופיל פסיכיאטרי העיד כי מדובר באדם בעל שיגעון גדלות ושקרן (טען באחד ממכתביו האחרונים כי ירה בשוטר שנקב בשמו בתאריך מסוים אף על פי שהשוטר כלל לא נורה), לקח אחריות על המקרה כדי להאדיר את עצמו (אף על פי שגם במכתבים שנשלחו בריברסייד הודבקו שני בולים כמו שנהג הזודיאק להדביק על המעטפה).
במהלך שנות השמונים הוצאה גופתה של צ'רי ג'ו בייטס מקברה לבקשת משפחתה, ולאחר בדיקות משטרה (ששללו בין היתר את האפשרות שהייתה בהריון בעת הרצחה), נשרפה בקרמציה לאפר שפוזר במי האוקיינוס השקט. הקבר שלה בבית הקברות קרסטלון המקומי בוטל לאחר מכן.
ב-1997 הקימו משפחתה את "קרן צ'רי ג'ו בייטס לעידוד סטודנטים למוזיקה", שכן נגינה היה אחד מתחביביה, שמיועדת לתת מלגה לסטודנטים למוזיקה שממוצע תעודת הבגרות שלהם הוא GPA 3.0 (בציון מספרי 83–86).
במסמך שכתב מפקד משטרת ריברסייד, ג'רי קרול, ב-1999 נטען כי הייתה עדות של אדם שהבחין בערב הרצח ברכב מדגם ישן של חברת סטודיבייקר שחנה ברחוב Riverside Drive בקמפוס שלהערכת קרול הוא ככל הנראה כלי הרכב של הרוצח של צ'רי ג'ו בייטס.
ב-2002 יצא השריף של ריברסייד בהצהרה כי לפי בדיקה גנטית של הדנ"א שנשאר מהרוצח של צ'רי ג'ו בייטס על גופתה ובגדיה עולה כי הוא אינו המחבר של מכתבי הזודיאק, עם זאת מהמידע הגנטי שפורסם במסגרת הסדרה "המרדף אחר רוצח הזודיאק" של ערוץ ההיסטוריה בחודש נובמבר 2017 עולה כי הכתמים שנתגלו על מכנסיה של צ'רי ג'ו בייטס מליל הרצח הם דמו של הרוצח שנפצע במהלך התקיפה וכי ייתכן מאוד כי הוא מחבר מכתבי הזודיאק בשל התאמה טובה בין שני המקורות - אולם הפרק האחרון בסדרה ששודר בדצמבר 2017 נערך וכל הסצינות שבהן היו צריכים הגנטיקאים המשטרתיים לבאר את טענתם צונזרו בהוראת הרשויות בארצות הברית.
חשודים ברצח.
רוצח הזודיאק.
אף על פי שזהותו אינה ידועה נכון לכתיבת שורות אלה, הרוצח הסדרתי שכינה עצמו "זודיאק" נקשר וגם קשר עצמו למקרה במהלך ראשית שנות השבעים של המאה העשרים.
משטרת ריברסייד גיבשה השערה במהלך פרוץ גל הרציחות של "זודיאק" כי לאור נקודות דמיון בין אופי הכתיבה שלו, השימוש ביותר מבול דואר אחד במעטפות מכתביו והיעדים שבחר למען בתכתובותיו לבין אלה של מחבר המכתבים לגבי רצח צרי ג'ו בייטס - הרי שקרוב לוודאי ומדובר באותו האדם.