法医们面对高度腐烂的尸体，克服重重困难，最终确定死者为30-35岁女性。专案组立即向上游各县发出协查通报。
这时，一个月前苏元珍失踪案引起了侦查员的注意：32岁，身高1.56米，其养父反映失踪当天她食用过猪肉、辣椒，这些细节与尸检结果惊人吻合。
为了确定抛尸地点，专案组在矶头湾反复实验，最终锁定矶头下两米处。
他们请铁匠特制两把带倒钩的铁叉，租船在江底探查。第一天就钩起一个化肥袋，里面装着被肢解成四段的两条人腿，还有两块20厘米见方的石头。
围观的群众惊叹不已，甚至传言公安局从广州请来了高级侦探，带着能看透江底的神器。
随后，专案组请来宜昌港务局的潜水员，在冰冷江水中摸索两天，虽然找到一根布满白痕的钢管和另一个装石块的化肥袋，但死者的头和双臂始终不见踪影。
阳春二月，专案组在三港大队召开群众大会。刑侦队长当众立下军令状：“案子不破不走！
如果到年底还不能破案，我请求上级免我的职！”这番话在群众中引起巨大反响。
通过细致排查，专案组从24名嫌疑人中锁定“19号”张光好。这个34岁的电影放映员，其二叔正由苏元珍诊治。
关键证人宋某反映：元月18日下午四点一刻，亲眼看见张光好开门让苏元珍进入大队礼堂，随后紧闭大门！
装尸袋上端被剪去一截，残留的半个字迹经辨认疑似“义”字下部——这正是张光好二叔“张大义”的名字。
专案组设计借来自行车检测，发现在货架和踏板缝隙中，联苯氨试验呈强阳性反应！省厅化验确认是O型人血，与苏元珍血型一致。
8月5日，张光好被刑事拘留。预审科长姜从英连夜突审。起初，张光好故作镇定地坐在石礅上，眼望天花板。
但在五个多小时的政策攻心下，他双腿发抖，汗如雨下，衬衣扣子解开又扣上。凌晨一点零五分，他突然“扑通”跪地：“我交代……”
张光好供述：当日下午以给电影画报为名，将苏元珍诱入礼堂。企图强奸遭激烈反抗，推搡中苏元珍后脑撞在方柱上昏迷。
得逞后，他恐事情败露，从放映台抽屉取出私藏匕首，朝她腹部连刺两刀。
当晚七点，他借口买饲料，用自行车将尸体运至矶头湾，在夜色中肢解八块，分装三袋系上石块沉入江底。
1983年9月，经湖北省高级人民法院核准，犯下强奸杀人碎尸罪的张光好被依法执行枪决。
这起震惊长江沿岸的无头尸案，在公安人员历时八个月的艰苦侦查下，终于水落石出。