ต่อมาตำรวจชุดสืบสวนได้เดินทางไปตรวจสอบห้องเช่าไม่มีเลขที่ ซอยวัดชมภูเวก ต.ท่าทราย อ.เมืองนนทบุรี ซึ่งเป็นห้องพักของสองสามีภรรยา มีพยานซึ่งเป็นเพื่อนบ้าน เห็นเหตุการณ์ว่า นายกมลเทพ มีพฤติกรรมทำร้ายลูกชายอยู่บ่อยครั้ง เวลาที่เด็กร้องงอแง ทางตำรวจจึงได้รวบรวมพยานหลักฐานขออนุญาตศาลออกหมายจับ เพื่อติดตามตัวมาดำเนินคดี
สอบสวนนายกมลเทพ ให้การปฎิเสธ โดยอ้างว่า ตนไม่ได้ทำร้ายลูกตามที่ถูกกล่าวหา แต่คืนวันที่ 15 ธันวาคม ขณะกำลังนอนหลับอยู่ ภรรยาได้อุ้มลูกมาบอกว่าเหล็กขาตั้งเปลนอนลูกหลุด ทำให้ลูกตกจากเปล จนช่วงเที่ยงตนเห็นลูกนอนหลับผิดสังเกต ปกติลูกจะดิ้นบ้างเวลานอน แต่ลูกกลับนอนหลับนานไม่ตื่น เมื่ออุ้มขึ้นมาดูก็พบว่าลูกคอตกไปแล้ว
ตนกับภรรยาจึงรีบพาลูกไปหาหมอที่โรงพยาบาลพระนั่งเกล้า แต่หมอแจ้งว่าน้องหยุดหายใจไปก่อนที่จะมาถึงโรงพยาบาล จึงพยายามช่วยปั๊มหัวใจ และต้องใช้เครื่องช่วยหายใจ ซึ่งตอนที่ภรรยาอุ้มลูกมาให้ดูพบว่าลูกยังหายใจอยู่ แต่เหมือนเขาร้องจนหลับไปเท่านั้น ไม่รู้ว่าลูกจะอาการโคม่าขนาดนี้