警方通报称，6月24日上午，遂宁船山分局仁里派出所接报，桥东社区码头水域发现一具浮尸，其腰部绑有一重约60余斤的石头，且头部有多处创口，遂立即上报至刑警大队。刑警大队接报后，迅速成立了专案组进行侦查。
在经过多方努力后，警方确认了死者身份。办案民警围绕死者身份进行走访排查，并调取沿线监控视频，最终锁定了犯罪嫌疑人。6月29日、30日，办案民警分别在遂宁、重庆两地将犯罪嫌疑人刘某（女，41岁，重庆潼南人）、周某（男，71岁，仁里人）相继抓获归案。
经公安机关初步查明：刘某与死者田某在今年认识，生活一段时间后，田某经常殴打刘某，并多次打电话给刘某的丈夫说自己“跟刘某睡过，要跟她在一起”。刘某最终恼羞成怒，与认识的另一姘头周某密谋杀害田某。
2016 年6月22日凌晨，犯罪嫌疑人刘某、周某将死者田某骗至遂宁圣莲岛观音湖边，让其喝下带有药物性质的饮料，待田某处于睡眠状态后，周某用木棍猛烈击打田某头部多次，致其当场死亡。而后，为掩盖犯罪事实，犯罪嫌疑人周某、刘某用绳索将死者田某和一块重60余斤的石头绑在一起，拖入观音湖中进行抛尸。
