מאז נעצר ביום חמישי, חוקרי היחידה המרכזית של מחוז תל אביב ניסו להפעיל לחץ על עדי מזרחי, החשוד ברצח יורי וולקוב ז"ל בחולון. החוקרים קיוו שמזרחי ישתף עמם פעולה ויודה במעשה. במשך רוב החקירה מזרחי שתק, אך ביום האחרון חלה פריצת דרך: מזרחי הביע חרטה על כך שדקר את וולקוב על מעבר החציה במהלך ויכוח עם אשתו ונמלט מהמקום. הוא תיאר בפני החוקרים את השתלשלות האירועים לאחר מכן.
במהלך החקירה, החוקרים ביצעו מספר תרגילים על מנת לגרום למזרחי להודות ברצח. בתחילה הם הטיחו בפניו כי בידיהם עדות שמפלילה אותו. לאחר מכן הראו לו כי ישנה התאמה בין אגזוז האופנוע שרכש בעלי אקספרס, לאגזוז האופנוע שהרוצח רכב עליו כפי שנקלט בסרטונים.
התרגיל האחרון, ואולי המוצלח מכולם, בוצע אתמול בצהריים, בעת הלווייתו של וולקוב. החוקרים הקרינו למזרחי את השידור החי מטקס הלוויה, שמלבד מילות הפרידה המרגשות של אלמנתו ובתו, כלל גם הספדים של מנכ"ל איכילוב פרופ' רוני גמזו, ראש עיריית בת ים צביקה ברוט והשר לביטחון פנים המיועד איתמר בן גביר.
מזרחי, שראה את התמונות מהלוויה ואת בכי אשתו של וולקוב, נשבר לבסוף והביע חרטה על מעשיו. גורמים במשטרה מציינים כי גם ללא הודאה היה מוגש נגד מזרחי כתב אישום, על אף הקשיים הראייתיים בתיק.
לאחר הודאתו, מזרחי ביקש להתנצל בפני משפחתו של וולקוב. בהמשך הוא אף תיאר בפני החוקרים מה קרה לאחר הרצח. מזרחי סיפר כי הגיע לביתו שלוש דקות לאחר הדקירה על מעבר החציה. כעבור זמן מה הוא הבין מדיווחי החדשות שהאיש אותו דקר מת מפצעיו. "לא ידעתי שרצחתי אותו, דקרתי וברחתי", אמר מזרחי לחוקרים. "מאוחר יותר נכנסתי לאתרים וראיתי שכתבו שמדובר ברצח. נלחצתי מאוד. הבנתי שאני בבעיה גדולה ואז התחלתי לפעול מהר מאוד כדי להעלים ראיות ולברוח מהארץ".
החוקרים עדיין מנסים לאתר הכלי באמצעותו מזרחי רצח את וולקוב וכן את הטלפון הסלולרי שלו. הם מקווים כי הממצאים יסייעו להגיש נגדו כתב אישום בגין רצח.
"ביצענו שורה של תרגילים והוא נפל למלכודות שטמנו לו", ציין גורם במשטרה. "היה חשוב לנו גם עבור המשפחה של הנרצח וגם עבור הציבור להשקיע את הכול בתיק כדי שהוא יואשם ברצח".