Quando o pai voltou do trabalho, não encontrou Caio, e Guilherme afirmou não saber onde ele estava. A princípio, a mãe pensou que o filho mais novo a tivesse seguido até a rua, já que anteriormente ele havia perguntado se poderia acompanhá-la no trabalho.
Entretanto, as imagens de uma câmera de segurança não mostraram o garoto em momento algum após a mãe passar pela rua.
Inicialmente, o caso foi tratado como um desaparecimento, levando os pais a chamar a polícia, que iniciou uma investigação. Contudo, durante as buscas, eles detectaram um forte odor proveniente de um dos quartos. Os policiais, com a autorização da família, inspecionaram o local e encontraram partes do corpo de Caio dentro de um saco preto.
Durante o interrogatório, Guilherme confessou ter matado seu próprio irmão. Segundo as investigações, o rapaz não demonstrou arrependimento e alegou ter cometido o crime apenas porque queria matar alguém.
No local, um facão que teria sido usado no assassinato e um caderno contendo anotações sobre “como cometer um assassinato” foram encontrados.
