辦案人員透露，井上敏典在妻子報案後約30分鐘主動前往警局自首，他供稱：「我在住家附近聽到警笛聲，感覺警方已經到了，所以決定去自首。」警方稱，井上5日15時許，疑用領帶等物品勒死兒子。
群馬縣警方16日依涉嫌殺害3歲兒子，再度逮捕井上敏典，此前他已因涉嫌設害6歲女兒遭警方逮捕。前橋地方檢察廳16日針對井上涉嫌殺害長女一案，作出「暫不處分（處分保留）」決定，後續將配合新的偵辦進度一併處理。
據《朝日新聞》7日曾報導，井上敏典向警方供稱，「因為對自己的健康狀況以及家人的未來感到悲觀，所以才犯下這起案件。」「我對家庭收入感到不安。」警方指出，井上原先在超市工作，但因身體疾病，自今年1月左右開始停職休養。
案發當天，井上的妻子從早到晚都在上班，而井上敏典則待在家中。警方指出，目前並未發現有家庭暴力的紀錄，也未曾獲相關求助或報案。附近鄰居對此感到相當訝異，直呼「我一直以為他們一家過得很好」。
