Ödemiş Cumhuriyet Mahallesi'nde evinin önündeki parkta oynadığı sırada kaybolan ve dedesinin kayıp müracaatı sonrası başlatılan arama çalışmasında 2 gün sonra karşı komşunun apartmanında ölü bulunan Ceylin'in katil zanlısı olarak gözaltına alınan S.T (33), karısı Ş.T (30) ve kadının annesi R.Ö'nün (62) İzmir Emniyet Müdürlüğü Asayiş Şubesi Cinayet Bürosu'ndaki sorgularının ardından çıkarıldıkları mahkemece tutuklandı.
Ş.T. emniyetteki sorgusu sırasında Ceylin Atik'i öldürdüğünü itiraf etti. Ş.T. ifadesinde, Ceylin Atik'i yakınlarından fidye istemek için oğluyla oynaması bahanesiyle eve çağırdıklarını, daha sonra evine dönmek isteyen kıza izin vermediğini, bağırması üzerine paniklediğini, küçük kızın ağzını havluyla kapattığını, bu sırada nefessiz kalan Ceylin'in bayılması üzerine başına kasayla vurarak ölümüne sebep olduğunu itiraf etti.