Dokładne oględziny ciała ofiary przeprowadzone przez specjalistów ujawniły jednak, że szwagierka Knychały zmarła od uderzenia w głowę tępym narzędziem, a na jej bieliźnie zostały odnalezione ślady spermy. Umiejscowienie rany (wysoko na czaszce) było bardzo mało prawdopodobne, aby mogła ona powstać w wyniku nieszczęśliwego upadku. Okazało się, że Knychała współżył ze swoją szwagierką, o czym ona chciała w końcu powiedzieć swojej siostrze i stało się to motywem morderstwa.

Aresztowanie, proces i kara Joachim Knychała został aresztowany w trakcie pogrzebu szwagierki i bezpośrednio z cmentarza przetransportowany na komendę milicji. Początkowo do niczego się nie przyznawał. Został poddany badaniom na wariografie, wykonanym przez Jana Widackiego, który badał Knychałę dwukrotnie. Za pierwszym razem – na okoliczność zabójstwa Bogusławy Ludygi. Reakcje badanego były typowe dla osoby nieszczerej, kiedy odpowiadał na pytania krytyczne związane z jej śmiercią. Drugie badanie odbyło się na okoliczność napadu na dwie dziewczynki w Piekarach Śląski 23.06.1979 r., gdzie jedna z ofiar nie przeżyła. Knychała pierwotnie zaprzeczał, że cokolwiek wie na temat tego zdarzenia. Tego rodzaju oświadczenie umożliwiło przeprowadzenie oprócz testu pytań porównawczych dwa testy szczytowego napięcia (POT).