e kirayı bölüştüler. Daha sonra Göktuğ ve Elena sevgili oldu. 1 yıl sonra anlaşmazlık sonucu Göktuğ ve Elena farklı bir eve taşındı ve 2013 yılında Ankara'da işlenen cinayete kadar Atalay ile bir daha hiç görüşmedi. Atalay'ın daveti üzerine Ağustos 2011'de Olga Fethiye'ye gelerek Atalay ve ailesiyle birlikte onların evinde 1 hafta kaldı. İkili daha sonra birlikte tatil yaptı. 31 Ağustos 2011'de Olga Paris'e döndü ve arkadaşlarına tatilde Atalay'ı daha iyi tanıdığını, kültürel uyuşmazlık yaşadığını ve ayrılmak istediğini belirtti.

Olga'nın annesi Luy Seregina verdiği ifadesinde, Atalay'ın Fethiye'deki tatilde Olga'ya evlenme teklif ettiğini, Olga'nın 31 Ağustos'ta Paris'e gelmesinden 1 gün sonra Atalay'ın da Paris'e gitmek istediğini fakat askerlik sorunu nedeniyle yurtdışına çıkamadığını anlatmıştır. Atalay daha sonra askere gitmiş ve Olga'da Paris'te bir ailenin yanında bebek bakıcısı olarak çalışmaya başlamıştır. Atalay Olga'ya askerde olduğu dönemde İstanbul'da ailesinin yanında kalması gerektiğini söylemiş ancak Olga bu teklifi kabul etmeyerek Aralık 2010'da nişanlandığı ve Ağustos 2011'de evlenme teklifi aldığı Atalay'dan ayrılmıştır. Daha sonra Atalay 10 günlük ev izninde Paris'e gitmiştir ve bu dönemde Olga kaybolmuştur. 16 Aralık 2011 günü Olga bebek bakıcılığı yaptığı aileye saat 16:00 da Atalay'ın bir arkdaşıyla buluşacağını kahve içip döneceğini ifade etmiştir. Olga'nın yakın bir arkadaşının ifadesine göre, Olga gece en son Elena'ya mesaj atmış ve kendisine çok önemli bir şey söyleyeceğini ifade etmiştir. Aynı gece Olga ayrıldığı Atalay Filiz'in Paris'teki evine eşyalarını almak için gitmiştir. Olga'nın aynı binada kaldığı kaldığı ve bebek bakıcığılını yaptığı aile Olga'nın gece geri dönmemesi üzerine şüphelenmiş ve polise haber vermiştir. Olga'nın telefonu 17 Aralık 2011' de gece saat 03:00' da tamamen kapanmış ve kendisinden bir daha haber alınamamıştır. Olga'nın çocukluk arkadaşı ve aynı mahallede büyüdüğü Yuliya Gordienko verdiği ifadesinde Olga'nın kendisine başından beri ilişkisine dair her şeyi anlattığını ve Atalay'dan Ağustos-Eylül 2011 döneminden beri ayrılmak istediğini ancak başaramadığını ifade etmiştir. Gordienko, Olga'yı Atalay'ın öldürdüğünden emin olduğunu ifade etmiştir. Olga yakın çevresine Atalay'ın kendisini saplantı haline getirdiğini ve sürekli tehdit ettiğini ifade etmiştir. Olga'nın ailesi Rus ve fransız polisinin kendileriyle ilgilenmediğini ifade etmiştir. Fransız polisi Olga'nın dizüstü bilgisayarını, eski cep telefonunu ve eski fotoğraf makinesini teslim etmiş fakat yeni olanları teslim etmemiştir.

Olayı araştıran dedektifler, Olga Seregina'nın Atalay Filiz tarafından öldürülme olasılığının yüksek olduğunu belirtmiştir. Atalay Filiz'e Olga'yı kendisinin öldürüp öldürmediğini sorunca gözlerini kırpıştırmış, gözleri seyirmiş ve kafası titremiştir. Dedektifler bu durumu Atalay'ın yalan söylediğine dair bir belirti olarak kabul etmiştir.

Olga Seregina'nın ailesi, Rus polisinden kızlarının dizüstü bilgisayarının şifresini kırmalarını ve incelemelerini istemiş, ancak Rus polisi ilgilenmemiştir. Daha sonra Rus hackerlar bilgisayarın şifresini kırmıştır. Bilgisayardan Olga'nın 31 Aralık 2010'da Atalay ile nişanlandıktan sonra çekilmiş tek taş yüzüklü fotoğrafı ve Göktuğ ve Elena ile birlikte çektirdikleri 4 kişilik fotoğrafları çıkmıştır.

19 Haziran 2016'da Olga Seregina'nın Rus sosyal paylaşım sitesi VK' daki hesabına 5 yıl aradan sonra ilk kez giriş yapılmıştır. Seregina'nın ailesi kızlarının şifresini kırarak giriş yaptıklarını ancak arkadaşlarıyla selamlaşmalarından başka bir içeriğe erişemediklerini ifade etmiştir. Seregina'nın ailesi Türk polisinin Olga Seregina'nın kaybolmasını yeterince sorgulamadığını düşündüklerini ifade etmiştir.

Atalay Filiz, 19 Eylül 2013 tarihinde Fransa'da tanıştığı Hava Kuvvetleri Personel Başkanı Hasan Hüseyin Demirarslan'ın TÜBİTAK'ta çalışan fizik mühendisi oğlu Göktuğ Demirarslan'ı ve Rusya doğumlu Elena Radchikova'yı, 27 Mayıs 2016'da öğretmen Fatma Kayıkçı'yı öldürmekle suçlanmıştır.

Atalay Filiz, Fransa'da, kız arkadaşı Olga Seregina tarafından okulun son senesinde Erasmus Programı ile Fransa'ya gelen Göktuğ Demirarslan ve Elena Radchikova ile tanıştırılmıştır. 2013 yılında Göktuğ Demirarslan ve Elena Radchikova Türkiye'ye döndükten sonra Atalay Filiz'in Ankara'da bu iki kişinin cinayetini işlediği öne sürülmüştür. Filiz, sorgu sırasında "Göktuğ ve Elena, Olga'nın kaybolmasından sürekli beni sorumlu tuttular." dedikleri için öldürdüğünü söylemiştir.

Demirarslan'ın yakın bir arkadaşı tanık sıfatıyla verdiği ifadesinde, Atalay'ın Elena'ya ilgi duyduğunu ve Göktuğ'dan ayrılmasını sağlayarak Elena ile kendisinin sevgili olmak istediğini açıklamıştır. Atalay, Göktuğ'a Elena ile birlikte olduğu zamanlarda kendisinin de onlarla buluşmak istediğine dair e-postalar atmaya başlamıştır. Cevap gelmeyince küfür ve hakaret içerikli e-postalar göndermiştir. Atalay, Elena'ya Göktuğ Demirarslan'ın başka bir kızla 5 saniye boyunca öpüşürken çekilmiş bir videosunu göndermiş ve kendisini aldattığını, Göktuğ'dan ayrılması gerektiğini ifade etmiştir. Filiz daha sonra Ankara'nın Emek semtindeki bir ankesörlü telefondan Demirarslan'ı arayarak adına bir kargo bulunduğunu, Hacettepe Üniversitesi Fizik Mühendisliği bölümünde kendisini bulamadıklarını, açık ev adresini vermesini istemiş ve adresi almıştır. Demirarslan, 3 gün boyunca kargonun gelmemesi üzerine şüphelenerek, aynı numarayı aramış ve numaranın Emek'te bir ankesörlü telefona ait olduğunu öğrenmiştir. Atalay Filiz'in Göktuğ'un ev adresini aldıktan sonraki HTS kayıtları (telefon görüşmelerinin dökümü) incelendiğinde aylarca Göktuğ'un oturduğu mahalle ve çevresinde bulunduğuna dair sinyaller gelmiştir. Atalay, Göktuğ'un ev adresini aldıktan sonra belli aralıklarla gece yarısı Göktuğ'u gizli numaradan aramış ancak Göktuğ telefonları açmamıştır. Göktuğ ve arkadaşları bir gece yarısı yine gizli numaradan arandıklarında, Atalay'a ait eski model bir otomobilin apartmanın yanında beklemekte olduğunu görmüştür.

Filiz, Olga'nın ölümünden kendisini sorumlu tuttukları için Göktuğ Demirarslan ve Elena'nın uygunsuz görüntülerini çekerek onlara karşı kullanmayı düşünmüştür. Bunun için Antalya'ya tatile gittiklerinde onları takip edebilmek için konum bulma uygulaması yüklediği telefonunu Göktuğ'un arabasına yerleştirmiştir. 2 hafta boyunca konumun sürekli olarak aynı yerden geldiğini gördüğünde otobüsle gittiklerini anlamıştır. Bu durumda otelin yan odasını tutarak, Göktuğ ve Elena'nın kaldığı odaya gizli kamera yerleştirme planı işlememiştir. Atalay Filiz av tüfeği almaya karar vermiş ve tüfek ruhsatı alabilmek için akıl sağlığının yerinde olduğunda dair rapor almıştır. Mahkemedeki ifadesinde de silahı almadan önce akıl ve fiziki sağlığının yerinde olduğuna dair rapor aldığını, daha önce herhangi bir ruhi tedavi görmediğini açıklamıştır. Av tezkeresi ve pompalı tüfek aldıktan sonra internetten nasıl kullanılacağını öğrenmiştir. Atalay Filiz, 43 plakalı beyaz renkli Murat 131 marka arabasının bagajından aldığı tüfekle, Eryaman Mahallesi Atakent Vadisi Sitesi'nin C24 kapısının girişinde ağaçların arasına saklanarak pusu kurmuştur. Olay günü Atalay Filiz kadın elbiseleri giymiş ve başörtüsü takmıştır. 16 Eylül 2013 günü saat 23:00 'da Göktuğ ve Elena Eryaman'daki evlerine girerken 1 metre kadar yaklaştıklarında ikisine de ateş etmiştir. İlk önce yakın mesafeden 5 el ateş etmiş, Göktuğ ve Elena'nın yere düşmesi sonucu 2 el de başlarına ateş ederek hızla uzaklaşmış ve otomobiline binerek kaçmıştır. Göktuğ'un kafatası parçaları 30 metre uzağa sıçramıştır. Atalay Filiz kaçarken silahını da yanında götürmüş, site sakinlerinin ifadesine göre geride sadece boş bir soda şişesi bırakmıştır. Arabasının 43 plakalı olması sebebiyle fark edilmemek için Kütahya'ya kaçarak arabanın içinde 2 gün kalmıştır. Daha sonra İstanbul'a gitmiştir. Geri döndüğünde arabasını yerinde bulamamıştır.
Polis 1 ay sonra kendisinin aracını ele geçirmiş ve Filiz'in aracında saç boyası ve plastik makyaj malzemeleri bulmuştur. Ayrıca kazma, kürek, tahta saplı marangoz testeresi, demir testeresi, yıldız ve düz ağızlı tornavida, iki adet yün battaniye, bir adet yorgan, 2 atlet, yastık, büyük boy naylon, preslenmistrofor, ateş yakmak için jel, cerrahi müdahele malzemeleri, antifiriz, pense, akü şarj kablosu, naylon ipler ve kablolar bulunmuştur.

Göktuğ Demirarslan'ın amcası Ekrem Demirarslan, cinayetten sonra yaptığı açıklamada yeğenin çok gizli ve büyük bir projede çalıştığı gerekçesiyle öldürüldüğü iddialarının doğru olmadığını, yeğeninin TÜBİTAK'ta 2 ay önce işe başlamış fizik mühendisi bir uzman yardımcısı olduğunu söylemiştir. Cinayetin bir aşk cinayeti olduğunu ifade etmiştir.

Cinayetten belli bir süre sonra yakınları, Demirarslan'ın otomobilini periyodik bakım için servise götürmüştür. Servis elemanları, benzin havalandırma borusunda poşet içerisinde bir cismin plastik kelepçeyle takılı olduğunu görmüştür. Poşeti açan elemanlar, içerisinde eski model bir cep telefonu olduğunu fark etmiştir. Demirarslan'ın yakınları, bu durumu Cinayet Bürosu ekiplerine bildirmiştir. Polis, araştırma neticesinde telefondaki SIM kartın Atalay Filiz adına kayıtlı olduğunu ve cinayetin üç ay öncesinden beri kullanıldığını tespit etmiştir.

31 Ekim 2013'te Filiz hakkında yakalama kararı çıkartılmış, 12 Kasım 2013'te ise yurt dışına çıkış yasağı getirilmiştir. Filiz'in uluslararası seviyede aranması için 3 Mart 2014 tarihinde Avrupa Polis Ofisi tarafından hakkında kırmızı bülten çıkarılmıştır. Portekiz İnterpol'ü, Filiz'in 27 Ocak ve 31 Ocak 2014 tarihleri arasında Lizbon'da bir otelde kaldığını belirlemiştir. Filiz'in annesi ve kız kardeşinin de aynı tarihler arasında aynı şehirdeki farklı bir otelde konakladığını belirlemiştir. Yurt dışına çıkış yasağı konulan Filiz'in sahte pasaport ve kimlikle yurt dışına kaçtığı belirlenmiştir.

Ankara'da işlediği cinayetlerden sonra kendisini Furkan Altın olarak tanıtan Atalay Filiz, İstanbul Tuzla'da bir çay bahçesinde garson ara