警察凶杀组分析后认为，藏尸纸盒底部虽然经过拖拉但损毁轻微，初步锁定凶杀案的第一现场在跑马地附近，但他们盘查了将近800人仍无线索，包括调问附近750多个电器行店员。当时传言卞为夜校追求不果者或吃醋者所杀。但并无确切结果，警方茫无头绪。

警方测试当年市面上常见的50款私家车，发觉所有车款的坐位或车尾空间，都不能容纳这款日立牌17寸电视机纸箱，所以排除藏尸纸盒是由普通私家车运到现场。如果凶手可以用货车运送尸箱，为何不运至郊外弃尸？而选择跑马地黄泥涌道这种市区大街来弃置？所以推断凶案很可能是发生于发现纸箱附近的某地点。

直到1974年12月底，编号为“1725”的探员，偶然到邻近尸体发现地点的安美饮品公司阁楼工场借用电话，案情才有了突破。探员“1725”称走上安美饮品公司的阁楼工场后发现，里面放有不少工程器材和纸盒，俨然一个小工厂。“1725”随即将情况上报。

其后凶杀组又从死者女同学口中得知，卞玉瑛经常到安美饮品公司吃雪糕，警方于是将目标锁定为安美饮品公司。警方随后翻查了饮品公司当晚的当班记录，发现只有兼职员工欧阳炳强在店内工作，因此“光头神探”贝亚在1975年1月3日扣捕了欧阳炳强。疑犯欧阳炳强从头到尾都强调“我没杀人，我是冤枉”[6]。由于查不出确切证据，几天后欧阳炳强被释放。

其后，警方按科学鉴证，发现尸体上的铜碎与安美饮品公司工场内发现的相同，卞玉瑛指甲中的衣物纤维与欧阳炳强的西装类同，另外，西装上有两条不知来源的绿色纤维与死者身上发现的两条绿色纤维相类。在死者长发上的两小块电线胶皮及手臂上的纸屑与饮品公司工场的物件的胶质、纸质相同。警方据此怀疑卞玉瑛是到安美饮品公司买雪糕及借电话时，被人侵犯后反抗而遭毒手，这亦成为了警方怀疑欧阳炳强的合情理犯案动机。

警方推测当时16岁少女卞玉瑛乘搭电车到达香港岛跑马地后前往安美饮品公司借用电话之后被杀害。死者的验尸报告指出，死者在死前曾进食。1975年3月，警方拘捕案发时在安美饮品公司工作的欧阳炳强，控告他谋杀卞玉瑛。