پیش از اعلام خبر مرگ وی، بازپرس کشیک قتل و کارآگاهان جنایی درباره این جنایت به تحقیق پرداخته و سرانجام مصطفی – متهم 28ساله – با ردیابی‌های گسترده مأموران پلیس در جنوب تهران دستگیر شد.
وی در بازجویی‌ها گفت: «زمانی که با میثم درگیر شدم مشروب الکلی مصرف کرده بودم و شرایط عادی نداشتم. میثم به من ناسزا گفت که بشدت عصبانی شدم و با چاقوی کوچکی که در جیبم بود، ضربه‌ای به گردنش زدم و بلافاصله از محل فرار کردم. به هیچ عنوان نمی‌دانستم با همین یک ضربه جان باخته است. » بدین‌ترتیب پس از تحقیقات تکمیلی و صدور کیفرخواست، پرونده برای رسیدگی به دادگاه ارسال شد.
محاکمه این متهم صبح دیروز در شعبه چهارم دادگاه کیفری به ریاست قاضی اصغر عبداللهی آغاز شد. ابتدا پدر و مادر میثم (مقتول) از قضات برای عامل قتل فرزندشان درخواست قصاص کردند و سپس متهم به قتل به دستور رئیس دادگاه به شرح واقعه پرداخت.
سپس وکیل متهم در دفاع از موکلش گفت: «موکلم در حین ارتکاب قتل حال طبیعی نداشته است.» اما قاضی عبداللهی گفت: براساس نظریه پزشکی قانونی اگرچه متهم مدارکی مبنی بر ضعف ثبات شخصیتی ارائه داده و مدعی شده که حالت طبیعی نداشته اما این موضوع هیچ تأثیری در رفع مسئولیت قانونی‌اش ندارد.
در پایان جلسه دادرسی، قضات دادگاه وارد شور شدند و متهم را به قصاص و 72 ضربه شلاق (به خاطر مصرف مشروبات الکلی) محکوم کردند.
براساس برخی شنیده ها گفته می شود کشتی گیر متهم به قتل قهرمان آسیا بوده است اما او هیچ عنوان ملی و آسیایی ندارد.