殺害の状況であるが、彼女に肉体関係を迫ったところ拒絶されたため、逆上して8日の明け方に弩を使い彼女の頭部に4つの矢を発射した後に頭部を切断しプラスチックの袋に入れ、遺体をシーツでくるみ、犯行時に着用していた血に染まった衣服、凶器、そして被害者の所持品を分散して遺棄したという。
关于杀人经过，刘学强供称他于8日清晨持十字弓，向井口真理子头部发射四箭后，将其头颅砍下放入塑料袋，尸体则以床单包裹，连同作案穿着的血衣、作案用的十字弓、井口真理子的背包，分散在不同地点丢弃。