Non appena ritrovato il corpo, sono scattate le indagini e le analisi per stabilire le cause della morte. Di Veroli è stata colpita alla testa da un colpo di arma da fuoco di piccolo calibro, ma non è questa la causa della morte. È morta per asfissia. La donna, infatti, come è stato notato fin dal ritrovamento, aveva la testa chiusa all'interno di una busta di plastica. Un altro interrogativo che resta senza risposta è il motivo per cui l'abbiano chiusa nell'armadio. Forse volevano spostare il corpo o, almeno, provare a ritardare la scoperta.
Secondo gli inquirenti Di Veroli avrebbe conosciuto il suo assassino. La pista più seguita riguardava l'ipotesi secondo cui la donna avrebbe avuto una relazione con il suo assassino. Per questo le indagini si sono concentrate subito su Nardinocchi e Vittorio Biffani, fotografo che era stato lasciato da poco da Di Veroli e alla quale avrebbe dovuto restituire un debito da oltre 4o milioni di lire. E questo lo portava ad avere due possibili moventi. La sorella di Di Veroli, però, ha sempre avuto dubbi sul fatto che si celasse un rapporto sentimentale fra Antonella e il suo assassino. E, ancora oggi, insiste sulla necessità di cercare di fare chiarezza sui legami lavorativi. Il fotografo Biffani è stato sottoposto a processo, poi è stato assolto in primo grado. La difesa è riuscita a confutare ogni elemento di accusa. Anche la parte civile è convinta della sua innocenza. La sentenza è poi stata confermata in tutti i gradi di giudizio, compresa la cassazione. E il fotografo è morto nel 2003.