วันที่ 2 มิถุนายน ทางสำนักงานตำรวจแห่งชาติได้สรุปคดีการเสียชีวิตของน้องชมพู่ก่อนนำไปสู่การออกหมายจับจากหลักฐานพบว่านายไชยพล วิภาหรือลุงพลเป็นบุคคลที่พาตัวน้องชมพู่ไปจากบ้านที่เกิดเหตุเพื่อเดินทางไปรับส่งพระด้วยกัน โดยระหว่างเดินทางไปนั้นได้เกิดเหตุการณ์อย่างหนึ่งอย่างใดขึ้น จนเป็นเหตุให้ไม่สามารถพาน้องชมพู่ไปด้วยได้ จึงนำตัวน้องชมพู่ซึ่งเชื่อว่าหมดสติ ไปซุกซ่อนไว้บริเวณป่าท้ายหมู่บ้าน แล้วจึงเดินทางไปรับพระ
เมื่อพบกับพระจึงเล่าเรื่องราวน้องชมพู่หาย ให้พระฟังในทันทีทันใด ทั้งที่ยังไม่มีผู้ใดทราบเหตุดังกล่าว เมื่อเสร็จธุระ นายไชยพลจึงย้อนกลับมาและพบว่าน้องชมพู่ยังไม่เสียชีวิต จึงนำตัวน้องชมพู่ขึ้นไปทิ้งไว้บนภูเหล็กไฟ จนกระทั่งน้องชมพู่เสียชีวิตจากการขาดน้ำและขาดอาหารในเวลาต่อมา จากนั้นได้เข้าจัดการกับสภาพศพโดยถอดเสื้อผ้า จับถ่างขาให้มีลักษณะเหมือนถูกกระทำชำเรา และใช้มีดหรือของมีคมด้านเดียว สับ ฟัน เถือ ตัด ไปที่บริเวณเส้นผมของศพน้องชมพู่นำไปประกอบพิธีกรรมทางไสยศาสตร์ตามความเชื่อของตน
ทั้งนี้คดีนี้ตำรวจเริ่มสืบสวนเมื่อวันที่ 11 พฤษภาคมปีก่อน น้องชมพู่ได้หายตัวไปจากบริเวณหน้าบ้านของ น.ส.จุไรภรณ์ สุขพันธุ์ หรือน้าต่าย ซึ่งเป็นบ้านที่ติดกับบ้านของน้องชมพู่ ทาง น.ส.สาวิตรี วงศ์ศรีชา แม่ของน้องได้แจ้งความต่อพนักงานสอบสวน สภ.กกตูม จ.มุกดาหาร พร้อมได้ระดมกำลังช่วยกันค้นหา จนกระทั่งต่อมาวันที่ 14 พฤษภาคมปีก่อน เวลาประมาณ 19.00 น. จึงได้พบศพน้องชมพู่ในสภาพนอนเปลือยอยู่บนภูเหล็กไฟ ต.กกตูม อ.ดงหลวง จ.มุกดาหาร กลายเป็นคดีสะเทือนขวัญและเป็นที่สนใจของประชาชนทั้งประเทศ
ทางสำนักงานตำรวจแห่งชาติ ได้แต่งตั้งคณะพนักงานสืบสวนสอบสวนตามคำสั่ง ที่ 336/2563 ลงวันที่ 23 มิถุนายน 2563 เพื่อคลี่คลายคดีนี้หลังจากรวบรวมพยานหลักฐานในคดีนี้มาอย่างต่อเนื่องจนถึงปัจจุบัน โดยได้มีการสอบสวนปากคำพยานบุคคลที่เกี่ยวข้อง โดยสัมภาษณ์บุคคล จำนวน 384 ปาก และได้สอบปากคำเข้าสำนวนการสอบสวน จำนวน 120 ปาก สอบปากคำพยานผู้เชี่ยวชาญด้านนิติวิทยาศาสตร์ และพยานผู้เชี่ยวชาญด้านต่างๆ ไว้แล้ว จำนวน 31 ปาก รวบรวมพยานหลักฐาน ซึ่งเป็นพยานวัตถุ จากจุดเกิดเหตุที่น้องชมพู่ถูกนำตัวไป รวมถึงเส้นทางที่เชื่อว่าเป็นเส้นทางการก่อเหตุ ไปจนถึงจุดพบศพบนภูเหล็กไฟ รวมจำนวน 113 ชิ้น พยานวัตถุจากกลุ่มบุคคลผู้ต้องสงสัยหรือผู้เกี่ยวข้อง จำนวน 166 ตัวอย่าง แล้วดำเนินการส่งตรวจพิสูจน์เปรียบเทียบ ตลอดจนพยานหลักฐานเอกสารที่เกี่ยวข้องจากข้อมูลโซเชียลมีเดีย ข้อมูลการให้สัมภาษณ์ ข้อมูลต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับบุคคลต้องสงสัย ทั้งช่วงก่อนเกิดเหตุ ขณะเกิดเหตุ และหลังเกิดเหตุ นำไปให้ผู้เชี่ยวชาญดำเนินการวิเคราะห์ข้อมูลและประเมินผลไว้เรียบร้อยแล้ว
โดยผลจากการรวบรวมพยานหลักฐานยืนยันได้ว่า 1.การหายตัวไปของน้องชมพู่นั้นอยู่ในช่วงเวลาระหว่าง 09.11 น. ถึง 09.49 น.ในวันที่ 11 พฤษภาคมปีก่อน สรุปมีช่วงเวลาที่คนร้ายสามารถเข้าไปก่อเหตุ เพียง 38 นาที
2. วันที่ 14 พฤษภาคม 2563 เวลา 19.00 น. ได้พบศพน้องชมพู่อยู่บนภูเหล็กไฟ สภาพศพถูกคนร้ายถอดเสื้อผ้า จับถ่างขาให้มีลักษณะเหมือนถูกกระทำชำเรา และใช้มีดหรือของมีคมด้านเดียว สับฟัน เถือ ตัด ไปที่บริเวณเส้นผมของศพน้องชมพู่
3. จากการชันสูตรพลิกศพของแพทย์นิติเวช สันนิษฐานสาเหตุการเสียชีวิตไว้ว่าเสียชีวิตในห้วงเวลาระหว่างวันที่ 12 พฤษภาคม2563 เวลาประมาณ 14.30 น. ถึงวันที่ 13 พฤษภาคม2563 เวลาประมาณ 14.30 น. จากการขาดน้ำขาดอาหาร ไม่พบบาดแผลหรือร่องรอยการล่วงละเมิดทางเพศ ไม่พบบาดแผลที่จะทำให้ถึงแก่ความตายได้
เมื่อวันที่ 2 ตุลาคม 2563 พล.ต.อ.สุวัฒน์ แจ้งยอดสุข ผบ.ตร. ได้แถลงสรุปผลว่า น้องชมพู่ไม่สามารถเดินขึ้นไปบริเวณจุดพบศพได้ด้วยตนเอง แต่มีคนร้ายพาไปด้วยเหตุผล 8 ประการคือ ข้อแรกเส้นทางที่ยากลำบากเกินความสามารถ โดยข้อเท็จจริง ตัวน้องชมพู่ อายุ 3 ปี 2 เดือน สูง 55 ซม.น้ำหนัก 11 กิโลกรัม ไม่กล้าขึ้นบันไดบ้านซึ่งมีความชัน 45 องศา เตียงกับแคร่หน้าบ้าน ก็ไม่สามารถปีนขึ้นได้
น้องมีพลังงานไม่เพียงพอ เนื่องจากอาหารที่น้องชมพู่รับประทานเป็นมื้อสุดท้ายไม่สามารถให้พลังงานเพียงพอให้เดินไปถึงจุดพบศพได้ ข้อต่อมาประสบการณ์ชาวบ้านได้ยืนยันว่าหากเด็กหลงทางจะสามารถไปถึงได้เพียงชั้นที่ 2 ของภูเหล็กไฟเท่านั้น และกรณีศึกษาจากการหายตัวไปของชาวบ้านกกตูมซึ่งระยะทางไกลกว่าน้องชมพู่ ยังสามารถหาพบภายใน 1 คืน
นอกจากนี้ทางแพทย์นิติเวชผู้ทำการผ่าชันสูตรซึ่งเดินจำลองเส้นทางแล้วยืนยันว่าไม่น่าจะสามารถไปถึงจุดพบศพได้ และกุมารแพทย์ยืนยันว่าพัฒนาการของน้องชมพู่ ไม่สามารถเดินไปถึงจุดพบศพเองได้ อีกทั้งสภาพศพ ตอนที่พบศพน้องชมพู่ สภาพเปลือยกาย ซึ่งน้องชมพู่ยังสวมและถอดเสื้อด้วยตนเองไม่ได้
จากพยานหลักฐาน เจ้าหน้าที่กองพิสูจน์หลักฐานพบเส้นผมของน้องชมพู่ ถูกตัดด้วยของมีคนด้านเดียว น่าเชื่อว่าเป็นการกระทำของบุคคลอื่น รวมถึงนิสัยส่วนตัวน้องชมพู่ที่กลัวป่าทึบไม่กล้าเข้าในสวนยางพารา เคยเล่นแถวไร่มันสำปะหลัง เท่านั้น
เมื่อการรวบรวมพยานหลักฐานได้ครบถ้วนสมบูรณ์แล้ว ซึ่งได้สรุปได้ว่าการกระทำของคนร้ายในคดีนี้ มีการพาเหยื่อไปทิ้งที่ไกลๆ เพื่อเป็นการอำพรางคดี ซึ่งเป็นแผนประทุษกรรมของคนร้ายที่เป็นคนใกล้ชิดกับเหยื่อ หากปล่อยให้เหยื่อยังมีชีวิตอยู่จะสามารถชี้ยืนยันตัวเองว่าเป็นผู้กระทำผิดดังกล่าวได้ จึงจำเป็นต้องมีการอำพรางคดีเพื่อให้ความผิดพ้นตัว
ช่วงเวลาที่น้องชมพู่หายตัวไปจากบริเวณจุดเกิดเหตุ พี่สาวของน้องชมพู่อยู่ห่างจากจุดเกิดเหตุเพียง 10 เมตร แต่กลับไม่ได้ยินเสียงร้องของน้องชมพู่เลย ทั้งที่อุปนิสัยของน้องชมพู่ จะเป็นคนหวงตัว หากไม่ใช่บุคคลใกล้ชิดจะร้องเสียงดังทันที
บริเวณจุดพบศพ บนภูเหล็กไฟ พบรองเท้า และรถแมคโครของเล่นตกอยู่ จึงยืนยันได้ว่าน้องชมพู่เต็มใจเดินไปกับคนร้าย มิฉะนั้นแล้วของเล่นหรือรองเท้าจะไม่ติดตัวน้องชมพู่ไปถึงจุดพบศพอย่างแน่นอน
จากทั้ง 3 ประเด็นนี้ มีพยานหลักฐาน ทั้งพยานบุคคลที่ใกล้ชิดเหตุการณ์ พยานผู้เชี่ยวชาญในด้านต่างๆ เช่น นักจิตวิทยา นักโภชนาการ ผู้เชี่ยวชาญด้านไสยศาสตร์ สุนัขดมกลิ่น เป็นต้น ประกอบการจำลองเหตุการณ์โดยเจ้าหน้าที่ตำรวจฝ่ายสืบสวน ผลการตรวจชันสูตรศพ ผลตรวจทางวิทยาศาสตร์ต่างๆ ยืนยันได้ว่านายไชยพล วิภา หรือลุงพล เป็นบุคคลที่พาตัวน้องชุมพู่ไปจากบ้านที่เกิดเหตุเพื่อเดินทางไปรับส่งพระด้วยกันก่อนจะเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวขึ้น
โดยจากการตรวจค้นรถยนต์ของนายไชยพลพบวัตถุพยานต้องสงสัยบางอย่างตกหล่นอยู่ภายในรถยนต์ ซึ่งผลการตรวจพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ยืนยันได้ว่า วัตถุพยานดังกล่าว เป็นสิ่งของที่มาจากศพของน้องชมพู่หลังจากที่เสียชีวิตแล้ว จึงเชื่อว่านายไชย์พลมีส่วนเกี่ยวข้องกับการจัดการสภาพศพและสภาพแวดล้อมบริเวณที่พบศพดังกล่าวเพื่อเบี่ยงเบนประเด็นการสืบสวนและปกปิดร่องรอยพยานหลักฐาน เพราะหากนายไชยพลไม่มีส่วนเกี่ยวข้อง ย่อมไม่พบหลักฐานดังกล่าวภายในรถยนต์ของตนแต่อย่างใด
ดังนั้นพนักงานสอบสวนจึงได้ยื่นคำร้องต่อศาลขอหมายจับ นายไชยพล วิภา หรือลุงพล ในความผิดฐานพรากเด็กอายุไม่เกินสิบห้าปี ไปเสียจากบิดามารดา โดยปราศจากเหตุอันควร, ทอดทิ้งเด็กอายุไม่เกินเก้าปี เพื่อให้เด็กนั้นพ้นไปเสียจากตน โดยประการที่ทำให้เด็กนั้นปราศจากผู้ดูแล เป็นเหตุให้เด็กถึงแก่ความตาย และกระทำการใดๆ แก่ศพหรือสภาพแวดล้อมในบริเวณที่พบศพ ก่อนการชันสูตรพลิกศพเสร็จสิ้น ในประการที่น่าจะทำให้การชันสูตรพลิกศพหรือผลทางคดีเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งศาลจังหวัดมุกดาหารได้อนุมัติให้จับตัวในความผิดฐานดังกล่าว