पुलिस ने हत्या का मामला दर्ज कर घटना की छानबीन शुरू की। इस दौरान दो भाई ज्योतिरंजन एवं प्रियरंजन महांती के इस मामले में संलिप्त होने का सुराग मिला। जांच में अनुपमा एवं ज्योति के बीच करीबी संबंध होने का भी खुलासा हुआ। इसी के चलते ज्योति के घर में विवाद हुआ था और प्रियरंजन ने भाई के साथ मिलकर अनुपमा की हत्या कर दी। उस समय अनुपमा के पति पुरी में डॉक्टर के तौर पर काम करते थे। इसके चलते अनुपमा वहां पर अकेली रहती थीं। इसके बाद पुलिस ने 17 मार्च 2013 को दोनों भाइयों को गिरफ्तार कर कोर्ट चालान किया। पुलिस ने दोनों भाई ज्योति एवं प्रिय के खिलाफ का धारा 302, 120बी सहित सबूत मिटाने जैसे संगीन आरोप लगाए।