Milicjanci w toku prowadzonych czynności śledczych dotarli do zakładów Ziołolek w Poznaniu i 16 maja 1983 aresztowali Edmunda Kolanowskiego, który pracował tam jako palacz.

Podczas przesłuchań przyznawał się tylko do profanacji zwłok. Porównanie grupy krwi zamordowanej dziewczynki (B Rh−) ze śladami krwi znalezionymi na kurtce należącej do podejrzanego oraz zeznania złożone przez dróżniczkę z przejazdu kolejowo-drogowego na Naramowicach były obciążające. Po czterech miesiącach podejrzany przyznał się do zabicia dziewczynki.

Trafił na obserwację do szpitala psychiatrycznego. Mimo jego zapewnień, że zrozumiał swój błąd („Teraz myślę, że chyba źle zrobiłem”), w szpitalu nazwał się „Zimnym chirurgiem”.

Na podstawie śledztwa prowadzonego przez trzy lata oskarżono go o dokonanie trzech morderstw, pięciu profanacji zwłok oraz o kradzież złotego pierścionka. Podczas procesu sądowego, który rozpoczął się 22 stycznia 1985Wydarzenia w Poznaniu w 1985 roku. Część pierwsza, w: Kronika Miasta Poznania, nr 3/1986, s. 177, ISSN 0137-3552., odwołał zeznania mówiąc o tym, że były wymuszone. Biegli lekarze orzekli, że nie był chory psychicznie w momencie popełniania przestępstw.