در حالی که هیچ ادله‌ای علیه این متهم وجود نداشت، بازپرس پرونده برای او قرار منع تعقیب صادر کرد و متهم آزاد شد. اما تحقیقات بعدی هیچ نتیجه‌ای برای یافتن ردی از شیما به دست نمی‌داد. در این مدت پدرخوانده و مادرخوانده شیما با جدیت و بیقراری دنبال یافتن ردی از شیما بودند اما زمانی که به نتیجه‌ای نرسیدند، پدر شیما اقدام به انتشار کلیپی در فضای مجازی کرد که در آن با گریه و التماس خطاب به آقای ابراهیم رئیسی رئیس قوه قضائیه وقت، تقاضای کمک و روشن شدن راز ناپدید شدن دخترش را کرد.انتشار این کلیپ بازتاب بسیار گسترده‌ای در فضای مجازی داشت که در نهایت سبب شد آقای رئیسی دستور رسیدگی ویژه به این پرونده را صادر کند. بدین ترتیب رسیدگی به پرونده وارد فاز تخصصی شد و اولین کسی که مجدداً تحت بازجویی قرار گرفت کسی نبود جز بهلول. با گذشت حدود ۱۶ ماه از ناپدید شدن شیما بالاخره بهلول لب به اعتراف گشود و به قتل شیما اعتراف کرد. اعتراف هولناک بهلول به قتل شیما بهلول که همه تلاش خود را برای منحرف کردن مسیر پرونده کرده بود بعد از دستگیری مجدد، در ابتدا ادعا کرد:«شیما به خانه من آمد و بار اول که دستگیر شدم او هنوز در خانه من بود. اما به او گفتم باید از خانه من بروی و دیگر نمی‌دانم کجا رفت.» اما در بازجویی‌های بعدی پیرمرد شیطان‌صفت پرده از راز جنایت هولناک خود برداشت و گفت:« شیما مدتی در خانه من زندگی می‌کرد. او به مخدر شیشه آلوده بود و از من می‌خواست برایش موادمخدر تهیه کنم. من او را ندزدیدم و او با میل خودش سوار خودروی من شد و به خانه‌ام آمد. یک روز با او بحثم شد و شالش را دور گردنش پیچیدم که سبب شد خفه شود اما من قصد کشتن او را نداشتم.» قاتل شیما چند بار اعترافات متناقضی در مورد محل مخفی کردن جسد بیان کرد. او ابتدا گفت که جسد را در اطراف شهر زادگاهش؛ کلیبر دفن کرده است که کارآگاهان پلیس با تجهیزات حفاری راهی کلیبر شدند و بعد از جست‌وجو متوجه دروغ بهلول شدند. سرانجام مشخص شد که بهلول جسد شیما را در حیاط خانه صاحبخانه خود مخفی کرده است و این در حالی بود که زن صاحبخانه در جریان تحقیقات وانمود می‌کرد گوش‌هایش سنگین است و از ماجرای مخفی بودن شیما در خانه بهلول خبر ندارد.
پدر و مادر شیما قاتل را بخشیدند بعد از کشف جسد شیما، پدر و مادر حقیقی او شکایت خود را در مورد قاتل فرزندشان اعلام کردند. اما قبل از رسیدن موعد دادگاه، زن و مرد میانسال با دریافت خونبهای یک میلیاردی از قصاص بهلول اعلام گذشت کردند. مادر شیما گفت:«شیما فرزند هفتم، هشتم من بود. نوزاد بود که من را به خاطر مقدار خیلی کمی مخدر؛ چیزی اندازه یک نخود، بازداشت کردند. من با برادرم تماس گرفتم و با خانمش به بازداشتگاه آمدند و شیما را بردند. بعد او را به خانواده مقدم سپرده بودند تا من از بازداشتگاه برگشتم. فقط بیست روز در بازداشت بودم اما در همان بیست روز شیما تپل شده بود و حسابی به او رسیده بودند. آنها فرزند نداشتند و شیما را خیلی دوست داشتند. دل‌شان می‌خواست که شیما در کنارشان بماند.من هم به برادرم گفتم با تمام وجودم راضی هستم چون آنها پدر و مادر بهتری برای او هستند. در این سال‌ها خیالم بابت شیما راحت بود اما چند باری سراغش را گرفتم. می‌گفتند دنبالش نگرد چون او مرده است. چند سالی بود شک داشتم زنده است یا مرده. اما بعداً فهمیدم زنده بوده و این اواخر به قتل رسید.»
۸ سال حبس برای بهلول بعد از اینکه اولیای دم از قصاص قاتل فرزندشان اعلام گذشت کردند، بهلول با قرار وثیقه آزاد شد اما به لحاظ جنبه عمومی جرم و به اتهام آدم‌ربایی پای میز محاکمه رفت. در حالی که ادله موجود در پرونده نشان می‌داد بهلول حدود ۲ ماه شیما را در خانه خود مخفی کرده و در این مدت اجازه بیرون رفتن به او نمی‌داده و همچنین شیما اجازه برقراری تماس هم نداشت؛ قضات دادگاه او را به تحمل ۸ سال حبس محکوم کردند. حکم صادر شده بعد از تأیید در دیوان‌عالی کشور به مرحله اجرا درمی‌آید.
