השוטרים שהוזעקו לזירה הגיעו לבניין הלא נכון בזמן שטורו טיפס דרך המרפסת לדירתה של חלימי, השכנה היהודיה היחידה בבניין. כאשר הגיעו השוטרים לדירה הראשונה אליה נכנס הפורץ, במקום לפרוץ הם המתינו להגעת חוליית עילית של המשטרה. בה בעת נכנסו למוקד החירום של המשטרה שיחות טלפון נוספות שדיווחו על מה שנשמע כאישה שצועקת בעת שגבר מכה אותה וצועק לה לסתום את הפה, קורא "אללה אכבר", ו"הרגתי את השטן".
לאחר שזרק את חלימי מחלון ביתה בקומה השלישית, חזר טראורה לדירה הראשונה אליה פרץ. בדירה עדיין הסתתרה המשפחה בחדר וחיכתה להגעת המשטרה. בני המשפחה שמעו אותו שוב מתפלל בקול.
המחוז השני של המשטרה השיפוטית (DPJ השנייה) בפריז היה אחראי על החקירה. ב-7 באפריל 2017 הכריז התובע פרנסואה מולינס, שנפתח תיק בחשד להריגה מכוונת, כי לא ניתן היה להחשיב את הרצח כמעשה אנטישמי. עם זאת ציין כי החוקרים יבחנו אפשרות זו.
העיתון ליברסיון דיווח כי טראורה מעולם לא הובא לבית חולים פסיכיאטרי לפני כן, אך נכלא מספר פעמים בגין עבירות שונות, ביניהן אלימות חמורה. ניתוח טוקסיקולוגי העלה הימצאות של קנאביס בדמו. לאחר שנלקח למעצר ללא התנגדות, נאבק בשוטרים ונשלח על ידי רופא כנדרש לאבחון בבית חולים פסיכיאטרי. הוא לא נחקר על ידי המשטרה. תוצאות ההערכה הפסיכיאטרית תוכננו להינתן באמצע יוני, ובסופו של דבר נדחו לסוף אוגוסט. תוצאות הבדיקה הראו כי אינו כשיר לעמוד לדין בשל השימוש בקנאביס.
הליכים משפטיים ותלונות.
גיסתה של חלימי הגישה תלונה ב-20 ביוני 2017 על רפיון בתפקוד המשטרה בטיפול באירוע וחוסר התיאום שלה.
ב-10 ביולי 2017 קובילי טראורה הועבר למעצר והובא לדיון בפני שופט חוקר. הוא אישר את השתלשלות האירועים עד הרצח, תוך שהוא מכחיש כל קשר לאנטישמיות: "הרגשתי כמו דיבוק. הרגשתי מונע מכוח חיצוני, כוח שדים." הוא ייחס את מצבו לצריכת הקנאביס.
ב-12 ביולי 2017, הואשם טראורה ב"הריגה מכוונת של הגברת אטאל-חלימי". הוא הורשע גם בגין כליאה בכפייה של השכנים שדרך ביתם טיפס לדירתה של חלימי. הוא הושם תחת צו-אזהרה אך נשאר בבית חולים. בריז'יט קסטר, נציגת הרובע ה-17 בפריז, הפנתה שאלה בנושא להתייחסות שר הפנים הצרפתי. בספטמבר 2017 תיאר התובע במשפט את הרצח כפשע אנטישמי.
בפברואר 2018 הודה החוקר האחראי על החקירה כי הרצח היה בעל אופי אנטישמי, כמו שצוין גם בפני כתב של האג'נס צרפת-פרס (AFP) על ידי מקור שיפוטי.
השופטת החוקרת של המקרה קראה להגן על הרוצח מפני הקהילה היהודית. ביולי 2019 קבע שופט חוקר כי סביר להניח שטראורה אינו אחראי פלילית למעשיו מכיוון שהשימוש הכבד שלו בקנאביס העמיד אותו במצב של פסיכוזה המכונה בצרפתית "bouffée délirante." פסיקה זו אושרה בסוף שנת 2019 על ידי בית המשפט לערעורים בפריז ובשנת 2021 על ידי בית המשפט העליון, שהוא בית המשפט האחרון לערעור בצרפת. לאחר מכן הודיעו עורכי הדין של משפחת חלימי על כוונתם להעביר את התיק לבית הדין האירופי לזכויות אדם. דווח שאחותה של חלימי עורכי הדין אף התכוונו לפנות למערכת המשפט בישראל - על מנת לבקש לקיים את משפטו של הנאשם בארץ.
תגובות פוליטיות.
"הטיימס" דיווח ב-23 במאי 2017 כי לדברי ז'אן אלכסנדר בוכינגר, עורך דין של משפחת הקורבן, היה על הרוצח להיות מואשם ב"רצח אנטישמי בנסיבות מחמירות". עוד דווח כי קבוצות מיהודי צרפת טוענות כי אישום זה לא ניתן בשל החשש מההשפעה של אישום שכזה על התמיכה במפלגת החזית הלאומית.
ביוני 2017, חברה בלגית בפרלמנט האירופי, פרדריק ריז, גינתה את "השתיקה המצמררת" של הרשויות בצרפת על רצח חלימי במהלך דיון בפרלמנט האירופי על המאבק באנטישמיות.
ב-16 ביולי 2017 הדגיש פרנסיס קליפאת, נשיא ה-CRIF (המועצה המייצגת את כלל הארגונים היהודיים בצרפת), את האופי האנטישמי של הרצח במהלך אירוע ההנצחה לגירוש היהודים מפריז. נשיא צרפת, עמנואל מקרון ביקש אז מבית המשפט לבאר את העניין על אף טענות הרוצח.
בדצמבר 2019 מתח הנשיא עמנואל מקרון ביקורת על קביעת בית המשפט לערעורים בפריס כי טראורה אינו כשיר למשפט ואמר "גם אם בסופו של דבר השופט החליט שאין אחריות פלילית, יש צורך במשפט"; שופט בית המשפט העליון, שהיה עתיד אשר לידון בערעור על ממצא בית המשפט לערעורים, נזף במקרון על קריאתו.
תגובה ציבורית.
רצח חלימי עורר תגובה ציבורית משמעותית בצרפת ובעולם. אינטלקטואליים, אנשי תקשורת, פעילים פוליטיים וקהילות יהודיות דרשו לחקור את האנטישמיות והטרור האיסלאמי כמניעים אפשריים, והאשימו את ממשלת צרפת ואת העיתונות הצרפתית בטיוח המניע לאירוע.
ב-9 באפריל 2017, כ-2,000 איש נכחו בצעדה לזכרה של חלימי שאורגנה על ידי המועצה המייצגת של המוסדות היהודיים בצרפת (CRIF). בצעדה עלתה הקריאה לפרסם את "כל האמת" הנוגעת למקרה. הצעדה, שהפכה גם למחאה נגד אנטישמיות, החלה בתחנת המטרו המקומית בלוויל והסתיימה בזירת הרצח של שרה חלימי.
התובע בפריס, פרנסואה מולינס, קיבל את נציגי הקהילה היהודית וניסה להרגיעם כי הנושא אינו אנטישמיות, אך האפשרות נבדקת. לדברי ז'יל ויליאם גולדנאדל, פרשן פוליטי צרפתי ועורך דינם של משפחת חלימי, לרוצחה של שרה חלימי היה "פרופיל של אסלאמיסט רדיקלי, ובכל זאת איכשהו יש התנגדות לקרוא לו כך".
אלכסנדרה לאינל-לבסטין, אקדמאית צרפתית, פרסמה במאי 2017 מכתב פתוח בעיתון "אטלנטיקו" שכותרתו "מאילן לשרה חלימי, צרפת לא ראויה". היא פנתה לז'ראר קולומב, שהתמנה לשר הפנים שבוע קודם לכן וטענה כי צרפת היא "מדינה שבה שוב ניתן להתנקש בחיי יהודים מבלי שארצנו תופרע ולו במעט".
שבעה עשר אינטלקטואלים, ביניהם מישל אונפריי, אליזבת בדינטר, ז'אק ג'וליארד, ז'ורז' בנסואן, אלן פינקלקראוט ומרסל גאושה, שהשתתפו במאמר המרכזי ב"לה פיגארו" ב-2 ביוני 2017, ביקשו לשפוך אור "על מותה של האישה הצרפתייה בת הדת היהודית שנרצחה בקריאות 'אללה אכבר'". הם גינו את מה שכינו "הכחשת האמת" ואת העובדה ש"פשע זה של ברבריות נדירה", המתרחש באמצע מסע בחירות לנשיאות, "זכה לתשומת לב מועטה מהתקשורת".
ב-5 ביוני 2017 הדגיש ברנאר-אנרי לוי את העובדה שלמרות שכששרה חלימי עונתה והושלכה מהחלון נשמעו צעקות "אללה אכבר", מערכת הצדק והעיתונות "אינן ששות לבטא את המילה 'אנטישמיות'". באותו יום העלה השופט העליון לשעבר פיליפ בילגר את מקרה חלימי במאמר דעה שפרסם ב"לה פיגארו". למחרת הוקיע בעל הטור ז'ראר לקלרק מ"רדיו נוטרדאם" את שתיקת התקשורת.
ב-8 ביוני 2017, תהה מישל אונפריי בסרטון על השתיקה סביב הרצח הזה: "איך נוכל להרוג את הגברת המסכנה הזו פעמיים? בכך שלא ניתן למידע הזה את ההד הראוי לו". עוד הוסיף כי "בכל פעם שיש הסלמה בטרור, יש הסלמה בהכחשת הטרור".
ב-13 ביולי 2017 פרסם ה-CRIF ניוזלטר שעסק בעובדה שהרצח התרחש מאה ימים קודם לכן, החשוד עדיין תחת בדיקת כשירותו הנפשית, והאנטישמיות כגורם מחמיר ענישה הושמטה. "מדוע הוכחשה אנטישמית זו?" נכתב בניוזלטר.
במאי 2019 התלונן שמעון סמואלס ממרכז שמעון ויזנטל באירופה כי טראורה עדיין נחשב כבלתי כשיר למשפט. הוא טען כי אופי של הפשע הוא ללא ספק אנטישמי ואמר כי "אם הצדק מעוות ורצח מתורץ בהתמכרות לסמים, זהו תקדים לכך שכל נהג שיכור יזוכה באופן דומה". גם חבר הפרלמנט הצרפתי הגיב באופן דומה: "ההחלטה הזו מעבירה מסר ברור לכל הפושעים: כאשר גבר שותה ועובר עבירה, מדובר בנסיבות מחמירות. כשאחר צורך סמים בכמויות מוגזמות, מדובר בנסיבות מקלות והוא לא אחראי למעשיו. כמו רבים נוספים אני שואל היום - מי באמת חסר אחריות? היום אני מתבייש ועצוב. אני מרגיש שמעבר לרטוריקה, במאבק נגד האנטישמיות, צרפת התפטרה".
סיקור תקשורתי.
ה-"Jewish Telegraphic Agency", ה"ג'ואיש כרוניקל" (לונדון) ו- "The Times of Israel" העלו את סיפור רצח מיד לאחר התרחשותו וציינו את ההרג כפשע שנאה אפשרי
ב־25 במאי 2017 פרסם העיתונאי הצרפתי מארק ויצמן במגזין האמריקאי "טאבלט" מאמר ארוך המאשים את ממשלת צרפת והעיתונות הצרפתית בהסתרת מעשים אלה ואירועי אלימות אנטישמים אחרים.
"לה מונד" לא פרסם את הסיפור עד ל-23 ביוני, (כחודשיים לאחר האירוע) ורק אז פורסם הסיפור ועלתה התהייה על שאלת האנטישמיות.
ז'יל ויליאם גולדנאדל, עורך דינה של אחת מאחיות הקורבן, התבטא ב"לה פיגארו" ב-22 במאי כי "המתנקש מציג את הפרופיל הקלאסי של הפושעים האיסלאמיסטים הרגילים[...] אך מה שמכווץ את ליבו של אדם ושל עורך הדין הוא האדישות הציבורית". בנוסף הוא הדגיש את עברו המשפטי של החשוד ברצח.
העיתונות היהודית בצרפת דיווחה באיחור על האירוע. ב-9 ביוני 2017, טענה כי על סמך ראיות ועדים, אין אינדיקציה לאופי אנטישמי של הפשע, והביעה אמון ברשויות. העיתונים אף קראו ליהודי צרפת שלא להפיץ שמועות ברשתות החברתיות
תומאס בידניץ', עורך דינו של טראורה, הצהיר ב-31 במאי כי ייתכן שהחשוד שהיה עדיין במאסר פסיכיאטרי, לא יועמד לדין.
בשנת 2017 ה"וושינגטון פוסט" סיקר מחדש את רצח אילן חלימי, ותיאר אותו כדומה לרצח שרה חלימי בעיקר מכיוון שהרשויות בצרפת סירבו באופן דומה להכיר באופיו האנטישמי של הרצח או לחקור אותו כטרור המונע אתנית ואידאולוגית.
בסוף אפריל 2021, בהפגנה המונית שהתקיימה במשך שעות מאז הצהריים בכיכר טרוקדרו בפריז - ברחבת זכויות האדם, מול מגדל אייפל – נטלו חלק כ-20 אלף איש, רובם מהקהילה היהודית בצרפת, ועוד עשרות-אלפים קיימו הפגנות ברחבי צרפת והעולם, בין היתר בניו יורק ובישראל. המפגינים מחו נגד החלטת בית המשפט העליון בצרפת בפרשה. מנהיגים נוצרים ומוסלמים השתתפו אף הם לצד מנהיגי הקהילה היהודית במדינה, כדי להביע סולידריות.