Когда преступник был задержан, он и не желал сотрудничать с сотрудниками милиции, и не сознавался в содеянном. Роман Бурцев отказывался от дачи показаний. Следователю городского ОВД пришлось много времени потратить на то, чтобы разговорить убийцу.
Милиционеры организовали сбор необходимой информации по делу, улик и доказательств, чтобы можно было вынести обвинение против страшного преступника Романа Бурцева.

Но маньяк продолжал настаивать на своей невиновности, он не сознавался в изнасиловании и убийстве Кирбабиной Наташи. Потом пожилая женщина Нечаева, проходившая свидетельницей по делу, ( именно у нее убийца попросил лопату), опознала Бурцева. Только тогда Роман признался в преступлениях и сообщил следователям детали убийства своей жертвы. Но сознался Бурцев только в одном преступлении, от причастности к другим убийствам он отказывался.

Странное поведение преступника, его психологический портрет и проблеме в сексуальной сфере наводили следователей на мысль, что Бурцев все же имеет непосредственное отношение и к другим убийствам девочек. Поэтому после того, как он признался в убийстве Кирбабиной, сотрудники милиции продолжали проводить допросы с ним. Они хотели получить от Бурцева максимум информации.

И старались они не напрасно. Вскоре Роман Бурцев признался в другом преступлении. Он рассказал следователям об убийстве Ирины Терновской, а у сотрудников милиции даже не имелось улик по этому делу. Роман признался потому, что не смог вынести психологического воздействия. Он хорошо помнил то место, где спрятал труп девочки и показал его следователям. Рядом с телом жертвы нашли ее медальон.

Под воздействием длительных бесед с психологом, Бурцев сознался в причастности и к другим преступлениям.

Доказательств против убийцы было собрано достаточно, чтобы, наконец, вынести ему обвинительный приговор и наказать его.
Зимой 1997 года Роман Бурцев был приговорен к смертной казни. Но приговор не привели в исполнение, так как вышел мораторий на смертную казнь.