Cinayet zanlısı yakalanamamıştı. Ankara polisi olayın ardından geniş çaplı soruşturma başlattı. Polis yaptığı kapsamlı çalışmanın ardından, Yıldırım’ın katil zanlısının sevgilisi Y. olduğunu tespit etti. Polis, Y.’nin Çankırı’da bir yakının evinde saklandığını ve Yıldırım’ın mezarını sık sık ziyaret ettiğini belirledi. Polis, zanlıyı Funda Yıldırım’ın mezarı başında dua ettiği sırada yakaladı.
Y., polisteki ifadesinde, “Funda’yı çok seviyordum, onunla evlenmek istedim ve ailemle tanıştırdım. Evlenmeden önce işini bırakmasını istedim, ancak bunu kabul etmedi. Erkeklerle içki içip onları eğlendirmesini hazmedemedim. Mezarına göz kulak olmak ve ziyaret etmek için kaçtım” dediği öğrenildi. Y., tutuklandı.