４日午前６時４０分頃、広島市安佐南区川内の山陽道広島インターチェンジ（ＩＣ）の料金所付近に停車した乗用車内で、女性の遺体を広島県警高速隊員が発見した。安佐南署は運転席にいた同区八木のタクシー運転手細井潤一容疑者（７０）が事件に関与した疑いが強まったとして、同日午後８時半、殺人の疑いで逮捕した。
発表によると、女性は細井容疑者の妻ヨシ子さん（７２）。３日午後８時半～４日午前５時５０分頃、広島市安佐北区の中国道安佐サービスエリア（ＳＡ）に駐車中の乗用車内で、ヨシ子さんの首を絞めるなどして殺害した疑い。容疑を認めているという。
３日午後１１時半頃、「夫婦２人の行方が分からない」と親族から同署に届け出があり、県警が捜索していたところ、２人が安佐ＳＡに止めた車内にいるのを県警高速隊員が見つけた。
細井容疑者は当初、「（妻は）寝ている」と話していたが、料金所まで運転させて詳しく調べたところ、「死んでいる」と説明を変え、助手席にいたヨシ子さんの死亡が確認された。
捜査関係者によると、安佐ＳＡのゴミ箱から凶器とみられるネクタイが見つかっている。