Etter overleveringen av løsepengene ble han overvåket av politiet. Da han etter noen timer ennå ikke hadde oppsøkt offeret, men begitt seg til et reisebyrå for å bestille en ferie, ble han arrestert. Etter at Gäfgen under forhøret fortsatte utpressingen og nektet å oppgi hvor offeret befant seg, samtidig som han angav uskyldige bekjente som medskyldige, bestemte Frankfurts visepolitipresident Wolfgang Daschner at Gäfgen skulle trues med tortur for å tvinge ham til å gi livreddende opplysninger om offerets oppholdssted. Politiet visste da ikke at Metzler allerede var død. Polititjenestemannen som var ansvarlig for avhøret fortalte Gäfgen at torturen ville bli utført av en lege på en måte som påførte store smerter, men som ikke etterlot spor. Gäfgen fortalte da hvor han hadde gjemt liket. Bruken av torturtrusselen førte likevel til en bred offentlig debatt i Tyskland om bruken av tortur og fikk også et rettslig etterspill i form av den såkalte Daschner-saken der Daschner og en annen polititjenestemann til slutt fikk en advarsel. Tortursaken har også vært mye diskutert i faglige sammenhenger.