Diyarbakır'ın Bismil ilçesinde 2014 yılında dere yatağında bulunan kemik parçaları, yıllar süren faili meçhul soruşturmasının aydınlatılmasını sağladı. İstanbul Adli Tıp Kurumu tarafından yapılan incelemeler ve DNA eşleşmeleri sonucunda, kalıntıların 2013 yılında kaybolan Dilek Kalkan'a ait olduğu kesinleşti. Annesi Şağı Kalkan ile yapılan karşılaştırmada yüzde 99,99 oranında uyum sağlandığı belirlendi.
Adalet Bakanlığı bünyesindeki özel bir birimin dosyayı yeniden ele almasıyla birlikte, Kalkan'ın kaybolmadan önceki dönemine ait dijital izler ve sağlık kayıtları mercek altına alındı. Yapılan incelemelerde, genç kadının kaybolduğu tarihte hamile olduğu tespit edildi. HTS kayıtları ve baz istasyonu verileri üzerinde çalışan bilirkişiler, bazı şüphelilerin telefonlarının olay tarihinde kemiklerin bulunduğu bölgeden sinyal verdiğini ortaya koydu.
Elde edilen deliller, tanık ifadeleri ve teknik analizler doğrultusunda Diyarbakır İl Jandarma Komutanlığı'na bağlı JASAT ekipleri 11 Eylül tarihinde geniş çaplı bir operasyon düzenledi. Operasyon kapsamında Cuma Kaplan, Muhyettin Baranlı ve diğer şüpheliler gözaltına alındı. Bismil Cumhuriyet Başsavcılığı tarafından yürütülen soruşturma çerçevesinde adliyeye sevk edilen şüphelilerden Cuma Kaplan ve Muhyettin Baranlı, "kadına karşı kasten öldürme" suçlamasıyla çıkarıldıkları hakimlikçe tutuklanarak cezaevine gönderildi. Diğer şüpheliler ise adli kontrol şartıyla serbest bırakıldı.
