חקירת המשטרה החלה ביחידה המרכזית של מרחב לכיש, בתאריך ה 21.2 לאחר שהמנוחה פולינה ויסמן כבת ה 41, אותרה בביתה בעיר אשדוד כשעל גופה סימני אלימות, ומותה נקבע בבית החולים.

פעולות חקירה מהירות של חוקרי הימ"ר ותחנת אשדוד, הובילו תוך פחות מיממה לזהותו של החשוד ברצח, ישראל אלישע כבן 23, תושב אבן שמואל, והוא נעצר לחקירה בחשד לרצח, שבמסגרתה הובא לזירת הרצח, שם שחזר את מעשיו. בנוסף, חוקרי המשטרה הצליחו לאתר בנתיב בריחתו של החשוד, סכין שלפי החשד שימשה אותו בביצוע הרצח.

מחקירת המשטרה עולה, כי ביום הרצח, התקיים לפי החשד מפגש בין החשוד לקורבן מבלי שהייתה ביניהם היכרות מוקדמת, והתגלע בין השניים ויכוח לכאורה על רקע כספי, שבמהלכו עזב החשוד את דירת הקורבן, ושב אליה לאחר זמן קצר, לאחר שהצטייד בכובע, כפפות וכלי הרצח, שם תקף אותה לפי החשד וגרם למותה.

מעצרו של החשוד הוארך מעת לעת, והיום לאחר העברת חומרי החקירה לפרקליטות, תוגש נגד החשוד הצהרת תובע, בדבר הכוונה להגיש נגדו כתב אישום בימים הקרובים.