Thứ 3, ngày 8.9.2009, như thường lệ Annie dậy từ rất sớm và đi tới phòng thí nghiệm làm việc. Cô bắt đầu làm việc được một lúc thì chợt nhớ ra phải đi tới tòa nhà bênh cạnh, để kiểm tra chú chuột sẽ được sử dụng làm thí nghiệm.
Vì khoảng cách hai tòa nhà rất gần, nên Annie để ví tiền và điện thoại di động tại văn phòng. Khi cô đi tới tòa nhà kế bên thì đồng hồ điện tử lúc đó chỉ 10h sáng.
Đoạn băng từ camera cho thấy, Annie mặc một chiếc váy nâu và một chiếc áo sơ mi màu xanh. Nhưng có một điều kỳ lạ, là hệ thống camera không ghi lại hình ảnh Annie rời khỏi tòa nhà này, sau khi kiểm tra chú chuột xong.
Hình ảnh camera cho thấy Annie mặc một chiếc váy nâu và một chiếc áo sơ mi màu xanh
Cả ngày hôm đó Annie Le vắng mặt tại phòng làm việc, chiếc ví và điện thoại vẫn ở đó. Những người đồng nghiệp của Le không tin rằng cô mất tích, họ nghĩ là cô đi đâu đó.
Thế nhưng, tới 9 giờ tối vẫn không thấy cô quay trở về, lúc này bạn bè cô bắt đầu lo lắng và tin vào một vụ mất tích. Họ bắt đầu gọi cho cảnh sát và tự chia nhau đi tìm.
Bước đầu cơ quan điều tra cho rằng, Annie chỉ ngại ngùng trước lễ kết hôn của mình nên trốn chạy hoặc ẩn mình ở chỗ nào đó. Nhưng bạn bè và gia đình cô, thì thấy Annie rất vui vẻ và đang hào hứng hướng tới lễ kết hôn và tuần trăng mật ở Hy Lạp.
Cảnh sát bắt đầu tới tòa nhà bên cạnh để điều tra. Họ không thể hiểu nổi bằng cách nào, Annie ra khỏi tòa nhà mà hệ thống camera không thể phát hiện ra. Họ tiếp tục tìm kiếm khu vực bãi rác gần đó, nhưng rồi cũng không phát hiện ra điều gì. Những chú chó nghiệp vụ cũng không thể đánh hơi được vì không khí và những thứ lộn xộn trong phòng thí nghiệm.
Lực lượng cảnh sát và cơ quan điều tra tiến hành làm rõ mối quan hệ giữa Annie và vị hôn phu Jonathan Widawsky. Họ cũng tìm hiểu thêm thông tin về người thầy giáo dạy cô. Vì theo một nguồn tin tại trường, người thầy này bỗng nhiên cho lớp nghỉ học vào đúng hôm Annie mất tích, nhưng khả năng này bị loại bỏ ngay sau đó.
Công tác điều tra bắt đầu được mở rộng ra toàn bộ khu dân cư Yale, vì không có được những nghi can là người thân và quen biết với Le. Cảnh sát quay sang với giả thiết hung thủ là một kẻ lạ, đột nhập vào tầng hầm nơi cô làm thí nghiệm với những chú chuột.
Sau vài ngày tìm kiếm, cảnh sát tìm thấy vết máu dính trên bộ quần áo được giấu phía trên trần nhà. Đó không phải bộ quần áo mà Annie mặc hôm mất tích. Với quyết tâm tìm ra những manh mối, cảnh sát huy động cả lực lượng tìm kiếm có vũ trang để lần theo từng nơi của tòa nhà.
Tới ngày 13.9, một người Đức tên Max báo với cảnh sát, đã tìm thấy một thi thể ở gần đường ống dẫn nước, dưới tầng hầm của phòng thí nghiệm và cho đó là xác của Annie Le.
Nhận được thông tin, cảnh sát tới hiện trường để xác minh thông tin này, đi theo đoàn thanh tra là cơ quan pháp y của Connecticut. Sau khi giám định thi thể, các bác sĩ kết luận đây chính là xác của Annie Le. Cô bị hung thủ bóp cổ tới chết.
Một câu hỏi được đặt ra sau khi cảnh sát phát hiện ra cô bị giết là: “Tại sao Annie Le lại bị sát hại dã man như vậy?” Nhiều người thì cho rằng vụ án mạng này là hậu quả của mâu thuẫn giữa những sinh viên trong trường và những người công nhân làm việc tại đây.
Tuy nhiên, các đồng nghiệp của Annie nói, người mà đáng chú ý hơn ai hết đó là Raymond Clark III. Một nhân viên kĩ thuật làm việc tại chính phòng thí nghiệm của Le. Theo lời đồng nghiệp của Clark, thì anh ta là người có tính khí thất thường, rất hay nóng giận đồng thời cũng luôn tỏ ra hách dịch trong phòng thí nghiệm.
Phản ứng trước vụ việc Annie bị giết, hiệu trưởng trường Yale lên tiếng “không biết kẻ gian ác nào với cái đầu lạnh đã gây ra thảm kịch kinh hoàng này”.
Vậy là sau khi tưởng vụ biến mất của Annie Le chỉ là một sự trốn chạy khỏi đám cưới vì những ngại ngùng, thì sự thật được phát hiện ra lại hoàn toàn trái ngược. Cô đã bị kẻ thủ ác giết hại rồi giấu xác ở ngay dưới tầng hầm.