警方在调查寻找中，发现较多疑点，随即成立专案组开展案侦工作。经缜密侦查，发现李某月的男友洪某（男，24岁，江苏南京人）等有重大作案嫌疑。8月3日，勐海警方会同南京警方在南京市将洪某、张某光（男，21岁，江苏宿迁人）、曹某青（男，20岁，江苏南京人）等犯罪嫌疑人抓获，并于当日在勐海县城郊外山林中找到了被掩埋的李某月尸体。
初步查明，犯罪嫌疑人洪某与张某光、曹某青南京合谋，张某光、曹某青前往勐海县于7月9日晚将李某月诱骗至该县城郊外山林中杀害并埋尸。

据公开资料显示，李某月是江苏经贸职业技术学院的应届毕业生，22岁，江苏宝应人，今年7月刚毕业。李某月在失踪前，与男朋友洪某居住在南京马群街道的一个小区。其男友称，7月8日是他与李某月最后一次在家里见面。
洪某此前称，自己于7月10日回到家中，发现女友并不在家。而据其所居住小区的监控显示，李某月在7月9日10时42分离开小区，再未返回。同时，其手机一直处于关机状态，微信和qq上的消息也都没有回复。
随后，李某月的父亲在7月13日向南京警方报警。据警方反馈，7月9日李某月乘坐飞机从南京飞往云南昆明，之后到达云南景洪。下飞机后，李某月于21时16分经过云南省西双版纳州勐海县兴海检查站，至此彻底失去了任何身份信息的线索。

他表示，女儿在失联前一天并无异常，只是在微信上唠了两句家常，"女儿在生活中是一个比较开朗大方的人，平时比较喜欢和朋友一起出去玩。但是由于家庭的经济原因，也只是在周边的一些地区玩玩。其父亲表示他们的家庭条件也是比较一般化的，所以失联就是莫名其妙的情况。"
李先生称，李某月性格正常，并不存在脾气火爆的情况，"就算孩子有一些小脾气，但不是那种无理取闹的孩子。"封面新闻记者也通过李先生了解李某月男朋友的目前情况：得知其男朋友在一家贸易公司工作，和女儿李倩月之间的感情是比较稳定的。

这名网友表示，李某月的性格比较独立，能做到一个人独立出行，"但是这次未携带太多生活用品，说明可能未打算常住云南的打算，所以有大可能是被迫未归。"同时，据他了解，李某月虽然是空乘专业，但是并没有真正的在飞机上工作过，"毕业前后都是在一家服装店工作，之前是没有去过西双版纳的，这次能一直去不停转机转车说明可能早做准备。"
8月4日，封面新闻记者联系到了这名网友，对方表示自己和她是高中同学，他们从高中开始到现在，关系都很好。尽管李某月在南京上学，而自己在常州念书，但两个人一直都在维系着朋友的关系。