A prisão do suspeito ocorreu na quarta-feira (31) na zona rural do município de Centro do Guilherme, e ele foi conduzido para a delegacia de Governador Nunes Freire, onde prestou depoimento. Durante o interrogatório, o suspeito confirmou ser a pessoa vista em imagens das câmeras de segurança vestindo uma camisa branca e pilotando uma moto, logo após a vítima passar em sua bicicleta.
O suspeito, natural de Campos Sales, no Ceará, tem 32 anos de idade e o mandado de prisão temporária foi expedido pelo Poder Judiciário. Ele já foi encaminhado para o Sistema Penitenciário e está sendo averiguado para identificar se possui antecedentes criminais.
O delegado geral adjunto operacional da Polícia Civil, Lúcio Reis, informou que Centro Guilherme, onde o suspeito reside, é a cidade natal de Ana Caroline e fica a apenas 50 km de Maranhãozinho, onde o crime ocorreu. A ação policial que levou à prisão do suspeito foi rápida, não dando tempo para que ele apresentasse qualquer reação.
Após o assassinato, o suspeito mudou sua rotina, trocando de endereço e vendendo a moto vista nas imagens das câmeras de segurança. A polícia também aguarda o laudo final após a exumação do corpo de Ana Caroline para obter respostas sobre a causa da morte, suspeitando que o crime tenha sido motivado por lesbofobia e podendo ter havido violência sexual.
A União Nacional dos Estudantes (UNE) divulgou nota de solidariedade aos familiares e amigos de Ana Caroline, classificando o assassinato como um caso de lesbofobia. A UNE lamentou a morte da estudante e se solidarizou com a família.