Em um depoimento à polícia de Cajamar (SP), Maicol Antonio Sales dos Santos confessou ter cometido o assassinato de Vitória Regina de Sousa no início do mês, apresentando as supostas motivações que o levaram ao ato. Segundo Maicol, eles tiveram um rápido envolvimento há cerca de um ano, e ele alegou não saber que Vitória era ainda uma adolescente, argumentando que a jovem já havia concluído o ensino médio. Durante seu relato, o suspeito afirmou que a vítima passou a ameaçá-lo, mencionando que informaria sua esposa sobre o passado do casal, uma vez que, na época dos eventos, Maicol mantinha outro relacionamento.
Preocupado com a possibilidade de seu relacionamento atual ser afetado, Maicol decidiu buscar Vitória para uma conversa, à procura de pontos de ônibus onde ela usualmente descia. Após não a encontrar, decidiu retornar para casa, mas acabou encontrando a jovem no caminho de volta. Ele relatou que convidou Vitória para uma conversa em seu veículo, e ela aceitou entrar. Durante a conversa, ele solicitou que ela parasse com as ameaças, momento em que Vitória o agrediu, levando-o a usar uma faca, que estava ao seu lado no veículo, para desferir dois golpes contra ela. Maicol afirmou que a vítima faleceu imediatamente após o segundo golpe.
Após a agressão, Maicol declarou que colocou o corpo de Vitória no porta-malas do carro e retornou para casa a fim de pegar uma enxada para enterrá-la. Em seu depoimento, ele afirmou não saber como o corpo foi posteriormente desenterrado, nem como os cabelos da vítima foram removidos, e garantiu que não voltou ao local onde o corpo foi enterrado. Sobre o ponto onde o corpo foi encontrado, ele indicou que havia enterrado Vitória em uma localização diferente. Ao relatar que viu a repercussão do caso na mídia, expressou indiferença, pois acreditava que se tratava de outro corpo.
No dia seguinte ao crime, Maicol queimou as roupas de Vitória, juntamente com seu celular e uma sacola que ela carregava. Ele alegou que descartou os resíduos em uma lixeira próxima a um campo de futebol na cidade. Em relação à arma utilizada no crime, Maicol descreveu uma faca com 3,5 cm de largura, que normalmente carregava consigo, escondida entre o apoio de braço e o banco do motorista. Ele também afirmou que descartou a arma em um rio no trajeto de volta para casa.
O Instituto Médico Legal (IML) conduziu uma perícia que revelou que Vitória não sofreu violência sexual e que morreu em decorrência de três facadas, o que contraria a afirmação de Maicol, que mencionou apenas dois golpes. O laudo indicou como causa da morte uma hemorragia traumática resultante das lesões. A análise também encontrou álcool no sangue da jovem, mas os especialistas afirmaram que isso era resultado de um processo de fermentação, característico da decomposição.
A Polícia de São Paulo determinou que Maicol Antonio Sales dos Santos foi o único responsável pelo crime. Essa informação foi confirmada pelo delegado Luiz Carlos do Carmo, que lidera o Departamento de Polícia Judiciária da Macro São Paulo (Demacro). A investigação revelou que Maicol demonstrava um comportamento obsessivo em relação a Vitória, acompanhando-a desde o ano anterior. A confissão foi feita após ele expressar a intenção de confessar o crime, e foi registrada pelo doutor Fábio. O delegado ressaltou que a obsessão de Maicol pela vítima ficou evidente durante os interrogatórios.
