然而，令人感到無奈的是，由於可供追查的線索極度匱乏，案件的偵查工作始終沒有取得實質性的進展。
通過對張在玉家屬全麵而深入的調查，警方從中了解到張在玉與丈夫佘祥林之間的關係長期不和。
張在玉是一名勤勤懇懇的工廠工人，而佘祥林則從事著治安巡邏的工作，由於工作的特殊性，他經常需要加班，甚至不能回家過夜。
這樣的生活狀態使得兩人之間的感情逐漸疏遠，彼此之間的交流越來越少，隔閡越來越深。
甚至有傳言在鄰裏之間流傳，說佘祥林在外有了情人，這無疑如同火上澆油，使得兩人之間的矛盾進一步激化，爭吵更是成為家常便飯，家庭氛圍變得劍拔弩張。
得知這一至關重要的關鍵信息，警方當機立斷，迅速將佘祥林作為重點嫌疑人進行刑事拘留，並隨即展開了高強度的審訊工作。
在那漫長而煎熬的 10 天 11 夜中，警方對佘祥林施行了所謂的“大記憶恢複術”，通過各種審訊手段和心理攻勢不斷施壓。
最終，佘祥林在巨大的精神壓力之下，不堪重負，選擇了妥協，交代了犯罪事實。
值得一提的是，佘祥林在認罪之後，令人匪夷所思地供述了 4 種截然不同的作案過程和殺人方法，這一情況使得案件愈發撲朔迷離。
1994 年 5 月，警方宣告結案，將案件移交給檢察院。檢察院在審查案件後，向警方提出了三處疑問：
一是佘祥林作案現場和作案工具的材料證據有待補充；二是死者所穿衣物與失蹤時不同，需提供衣服來源的補充材料；三是佘祥林作案時所穿衣物是否檢測到張在玉的血跡，有一次筆錄中稱佘祥林在瓜棚藏衣並燒毀，希望能提供補充證據。
同年 8 月，警方正式對外回應稱，由於作案時間距離發現屍體已然將近三個月之久，時間跨度較大，導致作案工具難以尋找。
並且，佘祥林作案時所穿的衣物上沒有發現任何血跡，而其在瓜棚燒毀的衣物，也因時間過長以及其他客觀因素的影響，已無法進行有效的提取和檢測。
隨後，這起錯綜複雜的案件被再次進行嚴格的審查起訴。
1994 年 10 月，法院經過全麵而深入的審理，認定佘祥林因在外有了外遇而和妻子產生激烈的矛盾與不和，這一狀況致使張在玉患上了精神疾病。
於是，佘祥林心生惡念，產生了殺妻再娶的險惡之心。他先是用石頭凶狠地砸暈了張在玉，接著又用蛇皮袋裝上沉重的石頭綁在她的身上，將其沉入水中，致使張在玉溺亡。
最終，一審判決下達，判處佘祥林死刑。佘祥林對這一判決表示極度不服，堅決提起上訴。
在高院接到上訴並進行審理的期間，張在玉的親屬情緒激動，采取了極端的行動，他們曾組織多達 200 多人集體上訪，態度強硬地要求盡快處決佘祥林，以泄心頭之恨。
與此同時，一名村民提供了一份聲稱曾在外地見到過張在玉的證明，然而經過嚴謹的審查和核實，這份證明被認定為虛假的證詞，因此未被法庭所采納。
1995 年 1 月，高院在對這起案件進行審慎的審查和研判後，認為此案存在諸多疑點，這些疑點直接影響到案件的定性和判決的公正性，於是果斷作出決定，將此案發回重審。
隨後，公安局不敢有絲毫懈怠，迅速展開行動，針對案件中的相關問題進行全麵的材料補充和證據完善，再次將案件移交審查起訴。
1996 年，中級人民法院在對重新提交的案件進行細致入微的審查時發現，高院當初發回重審時提出的三大疑點，警方並未完全查清，為了確保案件的真相能夠水落石出，法律的尊嚴得以維護，再次將案件退回。
此後，警方重新鼓足幹勁，再次進行深入而全麵的偵查補充工作，不放過任何一個可能的線索和細節。
經過一番努力，最終由縣檢察院將補充完善後的案件起訴到法院。
1998 年，經過漫長而曲折的審判過程，佘祥林最終被判處有期徒刑 15 年。
麵對這一判決結果，佘祥林心有不甘，繼續提起上訴，聲嘶力竭地稱自己是因遭受了所謂的“大記憶恢複術”，在無法承受的巨大精神壓力下才違心認罪的，他堅稱自己是無辜的。
然而，上訴的結果卻令人失望，他的訴求被無情駁回，並且維持原判。