一、四十九块碎尸的发现
一九七三年六月十二日，南京的天气特别闷热。下午三时许，有一群少年在城东南郊节制闸附近的护城河里游泳。其中有三人发现水面漂浮着一团棉絮，将它当作水球戏耍。一会儿压入水中，一会儿用竹棍敲打。终于棉絮团被敲散，从中露出一只塑料袋，内装一颗女人的头颅，顿时惊动了岸上过路的群众，便向雨花台七里街派出所报了案。下午七点一十五分，南京市公安局刑警大队接到报案，当即派人前往勘查。护城河水面宽阔，是秦淮河的一部分，可通往长江和高淳、溧水等县。塑料袋用一段细麻绳扎口，袋子已被腐败气体胀破。头颅脸部水肿，眼皮下垂，舌头外伸，头发已开始脱落，颅骨破碎变形。从外形看，死者是一个蓄短发的女性青年。
刑警大队接到上述报案不到十分钟，又接到北郊栖霞分局迈皋桥派出所报告。十一岁的小学生张庭洪，放学后到和平门、燕子矶公路侧合班村附近的双塘捉青蛙，在塘里摸到一只从踝骨处切断的女人左脚，原用一块旧棉絮包裹，插在塘边淤泥内。勘查现场时又在塘内发现人体腹部和股部的肌肉两块。为了查明该塘是否还藏有其他尸块，侦查人员挑灯夜战，一边安装水泵抽水，一边继续打捞。
正在打捞时，距双塘不远的晓庄大队中心二队妇女队长叶凤英又向侦查人员反映，六月八日深夜，她家的狗叫得很厉害，好像是盯着人叫。接着便听到“叭”的一声，一块似泥巴团的东西砸在大门上。当时从窗户往外看，见有两个人骑着自行车朝南京市区方向去了。次日晨，其子打开大门，发现门口有一块肉，便拾起来放在桌子上。叶看到那块肉的皮子很细，像蹄筒，准备烧来吃。后因闻到一股臭味，就甩到对门马路边的粪坑里去了。经侦查人员打捞，原来是一块被剪掉奶头的乳房肌肉和两块股部肌肉。
发现人头和人脚的现场相距三十九华里，但在同一天被发现，它们之间到底有没有某种联系呢?
根据初步检验的结果，尸块的血型相同，腐败程度相近，而且非人体的重要部位，凡是可以区分性别的尸块都属于女性，因此判断是一起杀人分户案。于是在当晚召开了分局长、分局刑警队长会议，对侦查工作做了部署:一是下决心在全市范围内查找罪犯抛藏的其他尸块和可疑衣物，以便对案情作进一步的分析;二是迅速调查失踪的女青年，查明死者是谁;三是以血迹为线索，全力查找杀人分尸的第一现场;四是继续对尸块和现场遗留物进行检验和研究，为侦查工作提供方向和范围。
广大干警便按照分工，分头深入到群众中去做调查，发动群众扒垃圾堆，清厕所，掏阴沟，打捞水塘，检查防空洞、仓库和空房，到处寻找尸块和女人衣物。只要是发现了有关的线索,都一查到底,弄个水落石出。六月十五日上午，有个清洁工人反映，他在六月十一日晚清理白下区广艺街和小火瓦巷两个厕所的过程中，曾发现一块带肉的骨头堵住了粪车的出口，便取出扔到中山门外的垃圾堆中。获得这一情况后，侦查人员随即赶到该垃圾堆，冒着倾盆大雨清理查找，结果没有找到。接着他们便走访在那一带拾垃圾的人。有一个小孩提供，前几天他曾拾到一块带肉的骨头，已经卖给废品收购站了。侦查人员顺线追到收购站，得知该站已把收购的骨头转到市废品公司骨头仓库。而仓库已将骨头装了麻包，正准备运往苏州市加工成骨粉。当即组织了二十名干警，动员了骨头仓库的全体职工，逐一开包查找，将骨头一块一块地取出来，仔细观察。整整检查了六十二只麻包，才将小孩卖给的那块骨头查获，判断是一块女人的左膝盖骨。
在发现尸块后的八天之内，先后在上述水塘和厕所，以及双沟、朝天宫、鼓楼、韶山路等地城内城外的五个水塘、五个厕所和一个粪坑共十一个现场，发现女人的骨、肉共四十九块，包括人头、肩胛、肋骨、左手、左脚等。但尚缺右手、右脚、右前臂、右小腿，也没有发现内脏。尸块最重的三斤半，最轻的一两多，最长的三十多厘米，最短的十厘米，可以拼成三分之二的人体。
经对十一处现场进行仔细勘查、检验和搜索，共查获与案件有关的物证十项:
1.装人头的塑料袋一只;
2.扎塑料袋口的细麻绳一段;
3.死者头上的发夹一只;
4.包尸块的毛巾一条;
5.旧棉絮三块;
6.附在棉絮上的黄豆大的红布一块;
7.十余根打着蝴蝶结、呈鸡爪形的宝兰绒;
8.捆扎尸块的圆定绳一根;
9.附在棉絮上的紫药水碎瓶盖;
10.被害者的头发。
上述这些物证，都没有直接反映出被害者或凶手的主要特征，可见犯罪分子对于这起案件是经过精心策划的，作案的手段和逃避打击的方法十分狡猾。
二、对案件性质的初步判断
根据发案期间中国和阿尔巴尼亚的自行车比赛在南京举行，在市中心鼓楼广场东南角树林边发现了两块尸块，有的同志认为这是罪犯在扬尸破坏，制造恶劣的政治影响;有的同志认为罪犯杀人碎尸后分散尸块，主要是为了灭迹，逃避惩罚。有的同志认为节制闸的水是“活水”，人头可能是从外地漂移来的，并根据大部分尸块在城北郊发现，抛尸的路线长，推断杀人的第一现场不在城内，可能是罪犯乘汽车经市区边走边抛尸;多数同志则认为，杀人碎尸现场在城内的可能性极大。
经对现场和发现的尸块、物证等情况进行综合分析，排除了进行政治破坏的可能性。从被害者的头颅被敲碎后抛弃在南郊，大部分尸块抛弃在北郊，乳头、阴部都被剪割，手脚插在塘边淤泥内，说明罪犯分散抛藏尸块是经过周密考虑的，是为了使人分辨不出是什么肉，是什么样人的肉，从而使公安机关难以查明死者。被害者是个女青年，而且很可能在室内被害，说明凶犯与死者具有比较密切的关系，案件的性质属于奸情杀人的可能性大。
经调查，节制闸的水位半个多月来比高淳县、溧水县方向的水位低,但在发案前的二十天没有开闸，排除了死者的头颅由外地漂移至此的可能性。从长江到节制闸，中间要经过几道闸和捕蟹的竹帘，因此头颅从长江流入的可能性也不大。由此推断，杀人的第一现场应在南京城内。
查找杀人现场的工作，开始以中华门地区为重点，把刚由中华门地区搬迁到中央门外去的铁合金厂、塑料厂等五个单位作为排查重点。当时的根据是，被害者的头颅被抛在中华门外节制闸，而大部分尸块却在中央门外的迈皋桥一带被发现，并且认为罪犯的家可能在中华门地区，工作单位可能在中央门外，作案后先在附近把死者的头颅抛掉，然后利用上下班，把大部分尸块抛藏于中央门外。
在侦查工作开展了一段时间以后，对发现尸块的时间反复进行了查证，对现场逐个进行了复查，查明鼓楼广场东南角树林边发现的那两块尸块，实际上是从鼓楼厕所里打捞起来的。据两个打扫厕所的老工人回忆:六月六日或六月七日上午抽第二车粪便时，发现有一块肉堵住了抽粪的管道，便取出随手丢在广场东南角的树林边。而开粪车的工人回忆说，该尸块是六月七日抽第二车粪时发现的。侦查员查阅环卫所调度室的考勤登记，证实该工人在六月六日上午只拉了半车粪，六月七日没有拉粪，六月八日只拉了一车，都没有一天抽两车粪的记载，只有六月九日才真正抽了两车。这说明在鼓楼厕所发现尸块的时间应该是六月九日。对几个现场的查证结果，发现尸块的时间几乎都是六月九日。由此判断，犯罪分子在六月八日夜间抛尸的可能性较大，利用上下班时间抛尸的可能性较小。
经对发现尸块的各个现场进行反复勘查，逐步判明查找杀人碎尸现场的重点应放在罪犯抛尸路线上的城区。发现尸块的有十一个现场，除人头现场在南郊外，其余都分布在新街口、鼓楼、中央门至迈皋桥一线。对分布在这几个街区间的三百七十二个厕所进行调查，并绘制成平面分布图，发现抛有尸块的五个厕所都远离公共汽车站，都在由南向北前进方向的右侧，北郊发现尸块的四个水塘也多在路的右侧，说明罪犯自备交通工具从城内到城外分南北两路抛尸的可能性较大，城北的尸块是由南向北抛的，城南的尸块则是由北向南抛的。因此排除了罪犯由鼓楼广场西北的下关地区出发沿途抛尸的可能性。因为凶犯如果居住在下关地区，则可以向长江抛尸灭迹，没有必要冒着风险前往市区抛尸。罪犯抛尸行走的路线经过市中心，说明杀人碎尸现场很可能在这个路线上的鼓楼、新街口或从内桥到三山街这几个街区之内。
又经过近两个月的调查研究，最后确定以城南的内桥到三山街三个区(秦淮、白下、建邺)的十五个派出所辖区为查找杀人现场、排查嫌疑线索和调查死者身源的重点。主要根据是:
第一，从内桥到中华门这一片地区没有发现尸块，符合罪犯远抛近藏的一般规律。
第二，罪犯杀人后可能急于处理死者的头颅和内脏，因而人头和内脏不会抛得很远。而城南发现的人头距上述重点地区较近，群众反映在附近的朝天宫厕所又发现过肠子，虽然没有找到，但却查获了一小块腹部肌肉。
第三，位于上述地区的小火瓦巷和广艺街两个厕所的位置比较偏僻，不容易找到，而罪犯却往这两个厕所抛尸，说明他对这一带的地形比较熟悉，有可能居住在这两个厕所的附近。
三、对凶手的推断
杀人凶手究竟是本地人，或者是外地人?应具备哪些特征?这是排查凶犯必须首先解决的一个重要问题。
在侦查的初期阶段，与对第一现场的认识一样，也有人认为凶手是外地人。经过一段时间的工作，才统一了认识，是本地人的。
为了弄清现场的环境，侦查人员连续几个晚上静悄悄地蹲在发现尸块最多的北郊迈皋桥一带的公路旁，观察这一带夜间的人员流量和规律，同时深入到附近上夜班较多的工厂访问。据南京化工厂女工朱兰英、周长英反映，六月八日夜十二时许，他们在双塘边发现两个男人，其中一个在路上扶着二辆自行车，另一个则蹲在双塘边上，这与晓庄二队妇女队长叶凤英反映的情况基本上是吻合的，进而证实这起案件是两人以上作案，并利用自行车抛尸的可能性。
罪犯肢解尸体是需要时间的。这起案件的罪犯将尸体剔骨去肉、碎为大小数十块，至少需要五个小时。还必须具备隐蔽的环境和存放尸块的器皿。根据检验，凶犯碎尸时使用了斧、剪等工具，还使用破毛巾、旧棉絮包裹尸块。这些条件只有在室内才能具备，也说明凶犯在南京有个家。因此在前一阶段查找杀人碎尸现场和排查凶手时，确定以“三单”为重点，即对单门独户、单身汉、单人集体宿舍的对象开展调查。经对现场遗留的物品做了大量的调查研究工作，采用走出去、请进来的办法，在南京市和沪宁沿线先后访问了五十多个行业的近千人，逐步查明了这些物品的产销地和使用情况之后，才逐渐判明了凶手的主要特征:
三块旧棉絮是从旧棉胎上撕下来的，都是旧棉重弹，已使用了三十年左右。也就是说在通常情况下，应为长期居住在城市的老住户所有。
附在棉絮上的十几段宝兰线，是铁木机纺的，二十一支纱，四股，硫化染色，为本市江宁县生产。
附在棉絮上的一小块红布，经检验是尼龙丝纺，一般妇女常用以做衬衣。
包尸块的毛巾是南京毛丝厂生产的，中间和两头已经破损，汗酸腐蚀大，像体力劳动者所使用。
捆尸块的圆定绳，市场上有供应，是南京织带厂产品。扎塑料袋的一段细麻绳，是本市立新制绳社生产的四号一级苎麻绳，除部分销售蚌埠市和连云港市外，均在本市各山货店出售，主要用于制鱼网和木工的锯绳。
以上这些物证，集中说明杀人凶手是本市人，因为许多物品都是南京产的。从棉絮是旧棉重弹、毛巾被汗酸腐蚀的程度大看，凶手本人或其家庭的经济条件并不富裕，且有可能是体力劳动者。根据苎麻绳和旧棉絮判断，凶手的社会职业可能是木工或渔民，在南京居住已两代人以上。因此在八月份以后排查凶手的工作，突出了单开门、独开户的老住户。并以具备上述条件、发案前曾与某个女青年来往密切发案后该女青年去向不明的对象，作为排查凶手的重点。
四、从拼合的尸块推断死者的有关情况
这个案件，奸情杀人的可能性较大。因此查明被害人的姓名、住址等基本情况，是侦破这个案件的关键。然而被害人的头颅已被敲碎变形，尸体已被肢解，且已完全腐烂，面貌特征难以辨认。面对着一堆腐肉碎骨，要查明死者是谁，难度是相当大的。尽管如此，参加侦破此案的侦查技术人员，仍然在千方百计克服困难，设法刻画被害者的形象。死者究竟是一个什么样的人呢?唯一的依据就是已经发现的头颅和尸块。因此技术人员首先把尸块及时做了冲洗、浸泡、防腐和拍照固定等处理。同时对每一尸块、每一骨骼，都反复检验和研究了多次，为寻找死者的一般特征和个别特征狠下功夫。
可以这么说，从案件发生到案件破获，这些尸块都一直在技术人员的手上盘弄，对死者特征的认识也随着反复检验的实践而不断深化。为了解决检验中遇到的种种难题，请教了口腔、皮肤、病理、解剖等九个专业的医学专家，对部分尸块和骨骼还做了爱克斯光造影和作模观察、切片检验。还邀集全省法医进行了一次“会诊”。经过不断地实践，不断修正原有的认识，从而比较正确地逐步刻画了被害人的脸谱。
关于死者的年龄:开始时确定为十五岁至二十五岁，倾向于十八岁左右。为了推断死者的准确年龄，请教了许多专家。南京市口腔医院的医师认为，应抓住死者的智齿已经萌生这一特点去推断死者的年龄。国外文献记载，女性智齿萌生在十七岁左右。为了验证不同地区的人体发育情况有无差别，在该院的积极配合下，专门调查了五十多名女青年,发现南京地区的女性多在十九至二十一岁之间萌生智齿。如果死者是南京人,其年龄应在十九岁至二十一岁之间。又经南京新医学院医师对死者的部分骨头进行爱克斯光拍照检查，发现被害者的股骨和肱骨的骨骺(注:长骨两端的部分)与骨体已经吻合，但锁骨的骨骺与骨体尚未吻合。据文献记载，股骨和脑骨的骨骺与骨体吻合，女性应在二十五岁以上。据此判断，死者的年龄应在二十岁以上。
关于死者的身份:通过尸块检验，发现死者皮肤细白，骨骼不粗壮，手指较尖，手脚无老茧，不像是从事重体力劳动的人，可能是城市的女青工或下放倒流回城市的知青，或者待分配的学生。
关于死者是否生育过孩子:根据尸块反映出来的死者腹部肌肉较薄，无妊娠斑痕，乳头周围无乳晕，会阴无撕裂痕等综合进行推断，死者未生育过孩子。
关于死者的面貌特征:经检验认定，死者系瓜子脸型，头发较薄，上门牙向外呲，小耳朵，尖耳垂，鼻梁上有一颗芝麻大的黑痣，枕部发际有一块二分硬币大小的陈旧疤痕。
关于死者的身高:经过测量已获得的长骨，乘上不同系数，推断死者系中下等个子，身高不超过一百五十五公分。结合尸块的丰满程度分析，死者的体型比较胖。
关于死者的手和脚:尸块中有一只左手和一只左脚，变形不大，特征较为突出。特别是手背和脚背较厚，这是有研究价值的。为了提取指掌纹，技术人员进行了反复的试验。由于手指手掌的表皮已经脱落，真皮上仅有沟痕存在，但无明显的突起，用捺印法是无法提取的。别的方法又无文献记载。试验结果，用烟熏法获得成功。即将手指掌上附着一层黑烟，然后用软毛刷轻轻地刷去表面的烟灰，反映出黑白差别，再通过照相固定。
此外，还根据尸块表皮层已经腐败脱落，结合南京六月份室外气温较高，而尸块又多在水中和粪坑内浸泡过，分析死者被害的时间应在发现尸块前的七天之内。
五、被害者是否孙玉琴
根据案情分析和对死者、凶手的刻画，在市委领导下，从社会到内部，从地方到部队，广泛发动群众提供线索。先后印发了宣传资料三万余份，召开了上千场次的群众会议，走访了十余万户居民，基本上做到了群众骨干熟悉案情，一般群众家喻户晓;对划定的重点地区抓住不放，由三名处长带领五十名侦查员，配合户籍民警，逐人逐户地排，一块一块地清。
同时注意了后进群众的发动工作。对收容站和本市的两个强劳单位都做了重点发动。对这段期间拘留的人犯和突然离开南京的人、以及非正常死亡的人，也都进行了审查。为了查明死者，还向有关地区发出了附有死者头颅照片的通报，请求协助破案，提供死者和凶犯的线索。
发现户块后的第二天，群众提供南京健康路290号失踪的女青年孙玉琴，其外貌与死者相似。孙十七岁，中下等个子，体型较胖，短发，圆脸，宽眉，手背较厚，与初步刻画的死者形象基本一致。尤其是孙的右臂上有块“黑记”(母斑)，正好与尸块右臂部位发现的褐色可疑斑迹相吻合。因此这个线索立即引起了侦查人员的注意，马上集中力量开展调查。
经初步查证，孙的父亲是一个兵痞，曾因偷窃、赌博和扬言要杀人被劳教了四年，释放后无正当职业，以采草药为生，经常与人乱搞男女关系。其妻早已离婚，家中只有父女二人。住在紧靠马路的一个单门独户的小房间内，父女二人同睡一床。在其床铺周围的墙上发现有用石灰涂抹过的痕迹。有人反映孙玉琴在失踪前好像“怀孕”了，怀疑孙父怕奸污女儿的事被人察觉而将其女杀害灭口。
孙玉琴很像被害者，孙父的疑点大，这是一个很突出的线索。孙玉琴是否就是本案的被害者?孙父是否就是本案的杀人凶手?这些都需要经过深入的侦查调查才能最后做出结论。然而当时指挥侦破这个案件的个别负责人，在发案后的第四天即六月十五日就认定孙玉琴是被害者，孙父是杀人凶手。并限令收回查找无名女尸的人头照片。
六月十六日，侦查人员对孙玉琴就是被害者的认定提出异议。
六月十七日，经对尸块进行反复检验，认为孙玉琴与死者虽有不少相似之处，但也有许多难以解释的差异。两人的眼角一圆一尖，头发一薄一厚，耳垂一大一小，嘴唇一厚一薄,牙齿一平一呲,身材一过胖一偏胖。加上孙玉琴生活不会自理，连剪指甲都要人帮忙，这与被害者的指甲剪得整整齐齐很不一致。从孙的鞋子看，她的脚也比死者的脚大得多。
又经深入调查，孙父的疑点也下降了。孙家的住房很小，与邻居只有一板之隔，平时孙屋发出的细微声响其邻居都能听到，不具备杀人碎尸的条件。孙家的房间是三月份粉刷的，并不是用以掩盖血迹。孙玉琴患过大脑炎，平时有些痴呆，而且早在一九七二年九月四日就失踪了。当时的情况是:她到河边洗衣服，因忘了把一块塑料布带回，其父便骂了她几句，之后便外出失踪了。孙失踪后，其父曾四处寻找未获，直到一九七三年六月这次发现碎尸，没有人在市内见过她的踪迹。当孙父听到公安局查找孙玉琴的消息后，心里十分高兴，特地赶到孙玉琴的生母处说:“这下有希望了，公安局出面找就有可能找到了。”情绪很正常。
六月十九日，侦查技术人员围绕孙玉琴这一线索展开了激烈的讨论。多数同志认为，孙玉琴不是本案的被害者，因此也应否定孙父是杀人凶手的嫌疑。
又经对尸块右臂部的可疑斑迹做了各个部位的切片检验，否定是母斑。又请教有关的专家，最后认定该可疑斑迹是尸块在阳光下腐败而形成的。六月二十五日，从刑事技术上做出了否定孙玉琴是本案被害者的书面结论。破案后查明，孙玉琴离开南京后，经人介绍到无为、巢县等地农村找对象，已经结婚安家了。
六、接连地否定
广大群众发动起来之后，提供了有关凶手和死者的线索五千二百多条，其中关于死者的线索就有一千八百多条。东方红模具厂工人周凤琴反映，有一个外形与死者相似的女青年，经常到她的侄儿沈建国家里去，发现尸块后该女青年再也没有去过沈家。沈是在农村插队落户的知青，却长期住在城市，单独住一个小房间，附近还有一个小防空洞。发案前夕，沈与其祖母在房间里窃窃私语:“我就怕节制闸那边被人发现，一弄出来问题就大了。”因此怀疑沈是杀人凶手。经组织干警走访沈的邻居，并检查其住处和附近的防空洞，找沈的亲属和沈本人谈话，迅速查明了沈藏在节制闸的东西并不是尸块，而是偷盗的木料，经常到其住处的女青年也查到了下落，从而否定了对沈的嫌疑。
七月三日，群众又提供龙苍巷8号李为柄曾与一个叫胡晓云的妇女姘居，后来因关系恶化而分开了。胡的女儿与死者相似，发现尸块前夕突然下落不明。李无正当职业，经常与一伙小混混在一起，寻衅闹事，打架斗殴。共住三间房子，有作案条件。发案后李用石灰拌土做地坪，居民干部检查卫生时在其床头地面上发现有一大滩血，在沙发底下发现一个洞，洞内有带血的棉絮和毛发。于是将李列为主要的线索开展工作。后来查明地上的血迹和沙发底下的污物是胡晓云生小孩时留下的，血型与死者不同，并在淮安县农村找到了胡的女儿，排除了李的嫌疑。
在侦查过程中，对本市常住人口、插队下放、外地来宁的十五到二十五岁的女青年普查了二十一万多人，其中常住人口十六万多，一九六八年后插队的女知青三万九千多，发案前临时来宁的外地人一千六百多。通过发函调查、群众座谈、亲自走访，要求做到或者见人，或者见信，查知下落后逐个予以否定。到十月十五日止，全市常住人口中的适龄女青年普查结束，只发现孙玉琴、陈玉兰、周凤娣三人没有下落。孙玉琴在案件侦查一开始就被调查否定了，周凤娣的外貌特征与死者迥然不同，唯有陈玉兰需要作进一步的查证。
七、三查陈玉兰
陈玉兰是南京高频钢管厂的女徒工，二十一岁，家住建邺区七家湾7号。一九七三年六月七日上午十时左右离家外出失踪，查无下落。发现尸块后的第三天，厂里就向公安机关反映过陈失踪的情况，以后陈的邻居又在七、八月份两次向公安机关反映情况，但都做了否定结论。
第一次，陈玉兰这一线索是在发现孙玉琴线索之后提出的，当时把孙作为调查的重点，对陈玉兰没有引起足够的重视。据鼓楼区环卫所清洁工人反映，在鼓楼厕所发现尸块的时间是“六月六日或六月七日的上午”，而陈玉兰是在六月七日上午失踪的，如果死者是陈玉兰，尸块不会腐败得如此之快，因此被否定了。
第二次，孙玉琴这条线索被否定之后，通过发动群众，陈玉兰这条线索又被重新提了上来。技术人员在进行人像比对时，根据陈玉兰走出时留有两条长辫子，而被害者是短发，认为不相符合。对于死者的发型，的确做了大量的工作。先是走访南京三级以上理发店的师傅，他们一致认为死者蓄的是短发，在理发店理的是“游泳式发型”，已理了一个月以上。侦查员又走访镇江、常州、无锡、苏州、上海一带的理发师，他们的看法与南京市理发师的看法完全一致。对这些意见没有进行科学考证，而群众又反映陈是“两条辫子”，于是便否定了。
第三次，是在深入发动群众时，领导上要求通过技术“会诊”，复核陈玉兰是否被害者。技术人员把陈玉兰的照片与死者的头面像再次进行全面比对，结果认为陈玉兰的眉梢走向、左眼的内眦角和耳屏的形状与死者有差异，因而又一次做了否定结论。
八、坚定的指挥员
陈玉兰虽然已经做了三次否定，但直到八月十五日仍然查无下落。在这期间，有一部分老同志重新调回公安机关工作。负责指挥这个案件的副局长对陈玉兰这条线索十分重视，重新组织了一个八人的专案组，由一名副处长负责，对陈的生活作风、个人特点、失踪前后的活动、以及陈经常接触的二十多个关系人，由近及远地进行了详细的调查。
经过调查，发现陈玉兰在六月七日以前没有走出或自杀的念头。六月六日那天，她一大清早便起床，买鱼买虾，招待她的第五个恋爱对象吃饭，并约好星期天一起外出游玩。但晚上十点钟，陈陪第五个恋爱对象逛马路回来刚往床上一躺，陈母便看到窗外有一个手影在向陈打招呼，好像是陈的第四个恋爱对象周文燕在勾引陈出去，当时便骂了一句:“有事就进来，不要人不做做鬼。”于是那只手影便不见了。当晚陈没有再外出。但六月七日上午外出后便失踪了。
周文燕是秦淮区房管所的木工，二十八岁，他与陈的恋爱曾遭到陈家庭的反对。在三月份，周将陈留在家中住宿，陈的家长便到周家吵闹，迫使周将陈交出。五月份，陈与别人恋爱，周仍对陈纠缠不休，并扬言:“我就不服这口气”，“我不会让她有好日子过”。还说什么“要敲死她”等等。陈失踪的那天上午，周在毛家苑47号修理门窗，但未将门窗修好便不告而别。六月八日一整天，周未去上班。六月九日去支农，显得十分疲劳，休息时就躺下睡觉，并且睡得很沉，有人把他的袜子脱下来放在他的嘴上都未能将其弄醒。发案后，周把与陈恋爱时的合影照片交给他的一个朋友保存留念。根据上述情况分析，陈玉兰被害的可能性极大;如果她不是本案的被害者，也会是另一起凶杀案件的被害者。
九月十九日，决定将周文燕实行拘留审查。周在拘留以后一口咬定:一九七三年五月份以后与陈玉兰没有任何接触。预审人员经过一段时间的审讯之后，对于周文燕与此案的关系由怀疑、动摇直到最后明确表示:周不像是这起杀人碎尸案的凶手。审讯工作一度处于僵持状态。
这时，指挥员仍坚定地认为，陈玉兰的失踪时间与发现尸块的时间相近，陈居住的地方又离周文燕家不远，都在确定的重点侦查范围之内，如果陈被周杀害，为什么没有发现陈的尸体呢?应该紧紧抓住这条线索不放，认真复查各个抛藏尸块的现场和发现尸块的时间，对技术检验的各项结论要重新进行研究，无论是肯定或否定，都要做出书面结论。并提示陈玉兰的两颗门牙与死者的门牙极相似，这是一个固定特征。至于死者的头发长短，那是可变的，长发可以在一夜之间剪成短发，短发则不会迅速变成长发。体型的胖瘦、尸块的斑痕也都是可变的，要具体进行分析研究。指挥员的这些提示，打开了技术人员的思路。
被害者的头发虽然理发师已经做了是短发的结论，但技术人员此时认为，那仅仅是凭肉眼进行观察。为了检验这一结论是否正确，他们将死者的头发理成束，并选择剪有十天至一个月的头发若干，在高倍投影下观察比对。结果发现十天前剪的头发断面圆钝，新剪的头发断面毛刺。而死者的头发，其断面与新剪的头发特征相同。同时在死者的乱发中又发现许多碎发，进一步说明死者的头发是刚剪的。也就是说，如果死者是蓄着两条辫子的陈玉兰，凶手在杀人后也可以把她的长辫子剪掉，使之变成短发。因此，把头发的长短作为否定陈玉兰是本案被害者的重要依据是不充足的。
九、尸体外貌辨认与掌纹鉴定
死者是否陈玉兰，人像比对仍然是关键。这次比对时，先认真研究了前几次的否定依据。也就是说那些差异是否属于稳定的特征，能不能获得某种合理的解释。经过分析研究，发现前几次人像比对最大的问题是将两种不同立足点拍下的照片进行比对。对死者的辨认照片，拍摄的立足点是“真实”，而陈玉兰的照片，是在照相馆拍摄的，立足点是“美”。因而两者在使用光圈的大小、配光的强弱以及拍摄的角度等方面都是有差异的。这个因素在实行人像比对时是应该考虑进去的。再者，罪犯碎尸毁容后的头颅，加上尸块已有某种程度的腐败，在这种条件下拍摄的人头像与死者生前拍摄的人头像亦有差异。鉴于上述情况，决定将陈玉兰的照片直接与死者头颅上的牙齿、耳朵进行比对。比对结果，发现二者的特征基本一致。又进一步收集陈玉兰的各种照片进行比对，偶然地从陈的一张照片上(美术纸印的一寸照片)发现陈的鼻梁上有一颗小黑痣。技术人员立即将陈的其他底片一并搜来，除掉照相馆修底痕迹，印放若干张进行观察，结果在同样的部位都找到了黑痣。经与死者鼻梁上的黑痣进行比对，两者大小、形状、位置完全一致。
在人像比对时还发现一个重要的情况:走访口腔医院时，医生说死者的门牙是呲牙，属一度超合，她若拍照时一定要露齿，不露出牙齿便会噘着嘴。陈玉兰的照片所反映出的情况，大多数都是露着牙齿的，唯有一张风景照片未露齿，但却噘着嘴。经过这些工作之后，人像比对便由否定逐渐趋向肯定。为了寻求更多的认定依据，侦查人员多次走访了陈的母亲。有一次，将死者的手脚照片给陈母看，陈母说:“我不能讲这就是我女儿的手和脚，但我女儿的手和脚也是这样肥厚。”
在她说这句话的启发下，侦查人员联想到应该利用这只手和脚来鉴定是否陈玉兰。在陈母的协助下，收集了陈留下的鞋子、书信、纸张和一些生活用品。经过检验，尸块中的左脚正好能套上陈的鞋子。研究脚的形态特征和鞋子的受压磨损情况，亦与死者的步态特征基本相同。经对陈玉兰的左脚绒鞋垫上面的压痕与死者左脚进行重叠检验，两者完全吻合。
十一月八日，在陈玉兰的档案里，侦查人员从陈一九七一年三月填写的一张职工登记表上，用药水显现出一枚陈玉兰左手留下的汗液掌纹。经与死者的左手掌纹进行比对，特征完全一致。这枚时隔两年多的汗液掌纹的发现和提取，在刑事技术上也是一次突破。
经过整整五个月的工作，终于认定这起杀人碎尸案件的被害者就是陈玉兰。
十、五昼夜的持续搜查
陈玉兰既然是本案的被害者，周文燕很可能也就是杀害陈玉兰的凶手了。但过去搜查周的住处，却没有发现杀人碎尸的痕迹。杀人碎尸现场究竟在哪里?是周文燕一人作案或者还有别的什么人参与?这些问题仍然不清楚。
经对周的交往关系进行调查，发现周曾向白下区三条巷9号的一个朋友借用过一间小厨房，作为经常与陈玉兰幽会的处所。这个不到六平方米的小房间，是9号院子的小厢房，紧靠大门，前面就是马路，乍看起来是不具备作案条件的。周的住宅秤砣巷6号，是三进老式房子，周住在二进楼下，天井与8号相通，属于群众密集区的大杂院，似乎也不具备作案条件。上述这两个地方，在周被拘留以后都做过搜查，结果一无所获。但是侦查人员仍然认为有再次进行搜查的必要，因为在上次进行搜查时，有的同志主观地认为这两个地方的环境都不像杀人和碎尸的场所，甚至认为周不一定与此案有关，因而下的功夫不大。
经组织十二名侦技人员对上述两处进行五天五夜的彻底搜查，终于在三条巷9号小房间的水泥地面上发现了两滩可疑血迹，经提取化验是人血，血型属A型，与死者的血型相同。在秤砣巷6号，从周的三哥周文渝的住室糊墙的旧报纸上，也发现了A型血迹。并从地板下面的门槛缝内，查获了陈玉兰生前所穿“越南衫”上的拉链。在周家重新弹过的棉花胎和地板下的一团旧棉絮中，发现了与包尸棉絮上发现的相同的宝兰线。还发现一个缺盖子的紫药水瓶，正好与包尸棉絮上发现的紫药水瓶盖相吻合。在一只大澡盆内发现有斧子砍过的痕迹。
从搜查获得的证据证明，三条巷9号周与陈幽会的小房间和秤砣巷6号周家的住宅，都与杀人碎尸案件有关。前者可能是杀人现场，后者可能是碎尸现场。周的母亲汤凤藻、三哥周文渝二人，可能是本案的知情者或参与者。
十一、突破同谋犯
十一月十二日，继周文燕被拘留之后，又将汤凤藻、周文渝二人拘留。现在工作的中心是如何利用已取得的证据，正确地选择突破口，通过预审，搞清全案的问题。
分析认为三个人犯的共同点是，都以为罪证已经销毁，迷信母子、兄弟之间的攻守同盟，只要“死活不开口，神仙难下手。”不同点是:周文燕态度恶劣，顽固死守，自九月份被关押以来，只字不漏，拒不吐实。汤凤藻系舞女出身，老奸巨猾，加之周文燕是其亲生儿子，要从她口中挖出半点东西，似乎十分困难。周文渝为人胆小怕事，拘留以后十分紧张，但在这个案件中可能居于次要的地位，因此决定选择他作为预审的突破口。
经过耐心地对周文渝进行政策教育，十一月十七日下午，周文渝供认了参与碎尸、抛尸的罪行。根据他的供词，又从一口水塘内找到了陈玉兰生前所穿红外衣的碎片。检验碎片成分，与附着在包头棉絮上的那块黄豆大的红布相同。还从盲人王槐辰家中取到装尸块的一只人造革旅行包。
汤凤藻在提审时能说会道，又哭又笑，不吐真情。预审人员紧紧地抓住她家庭观念重、既想保周文燕、又想保周文渝的弱点，反复陈述保周文燕的利害关系，并严肃指出，周文燕的罪行严重，肯定保不住。你为了保周文燕而不交代问题，实际上是害了周文渝。当她思想斗争激烈的时候，突然向她出示一个罪证，当装尸块用的人造革旅行包摆在她面前的时候，她不禁大吃一惊，懊悔地说:“文渝不是已经谈了吗，我还讲什么!现在交代太迟了。”预审员乘胜追击，彻底打掉了她迷信攻守同盟、“能拖一天算一天”的幻想，终于最后交代了策划分尸毁证的罪行。汤凤藻为了毁灭罪证,逃避打击，真是绞尽了脑汁。死者的衣物有的被她烧毁，有的被染成黑色后剪碎抛掉。将包尸块用剩的旧棉花胎重新弹过。将抛尸用过的人造革旅行包藏在一个瞎子家里。为了不留下碎尸的痕迹，她将家中的物品一次又一次地做了清理。有一次在清理物品时，发现一只坛子装过死者的内脏，怕留下痕迹，便将坛子敲成碎片，然后叫周文渝拿去一块一块地甩掉。并多次与周文燕、周文渝订立攻守同盟。但是，由于预审的突破口选择得准确，在突破了周文渝之后，汤犯也被突破了。
十二、预审周文燕
两个同案犯被突破，扫清了外围，这就为突破主犯周文燕创造了条件。周犯文燕在狱内思想斗争激烈，曾两次企图自杀。除了加强对周犯的看守外，还利用同监犯人及时掌握他的思想动态。为了一举突破主犯，预审工作决定分为三步进行:
第一步:调查了解周文燕的生活特点。据周犯所在工作单位的领导和群众反映，周文燕一贯爱说谎话，犯了错误死不承认。另外还了解到，周文燕的生活作风很不正派，他与陈玉兰相识之前曾与下关区房管所的小王恋爱，多次发生两性关系。甚至在二人断绝关系后，还将王骗到山上发生关系。据周的邻居反映，汤凤藻一贯溺爱周文燕，以至于从小就养成他吃软不吃硬的性格特点。
第二步:针对周犯个性特点，对他耐心开展“四大讲”。一讲科学现代化。随着科学的发展，技术的提高，许多意想不到的东西都能够被认识。犯罪分子不管怎样挖空心思灭证，都不可能使之彻底毁灭，通过科学技术手段是能够揭露出来的。打消他顽固死守的幻想。二讲他犯罪的主客观原因。指出他原与陈玉兰关系很好，由于双方家长的干涉，导致两人关系破裂。并指出他的灵魂十分肮脏，不仅同陈有不正当的男女关系，而且与王某也有不正当的男女关系，揭露他所谓“作风正派”的伪君子面目。三讲党的政策。用以促使他的思想转化，减少抵触情绪。四讲他的犯罪对其家庭的牵连。着重指出对其母亲的牵连，要“一个人包下来，让其他人过关”是不可能的，只有把问题谈清楚，才能按照罪责的大小做出不同的处理。同时把他当作人看待，不打骂，不讽刺，让他吃饱睡好，生了病给以治疗。
第三步:使用证据，顺势突破。在“四大讲”的基础上，预审员选择了恰当的时机突然提问周犯:“你在房管所每天上班有无派工单?”答:“有派工单。”又问:“你六月七日上午上班有无派工单?”答:“有。”这时，预审员突然向周出示六月七日派他到毛家苑47巷6号修门的派工单，周看了派工单之后连连点头。接着又问:“六月七日上午你是否去修门?”答:“去修了。”问:“修好没有?”答:“修好了。”这时预审员便亮出门未修好的实物照片，周犯看了之后承认门未修好。预审员认为此时直接进攻的条件已经成熟，便紧紧追问:“六月七日上午你与陈玉兰是几点钟会面的?”周犯答:“是上午九点多钟会面的。”又问:“会面后你两人到哪里去了?”答:“到三条巷9号去了。”至此，全案便告突破。
十三、杀人犯的供述
一九七三年六月七日上午，周文燕将陈玉兰带到三条巷9号的小房间内，陈提出要周归还她的照片和工作服等，以示恋爱关系彻底破裂，由此引起争吵。周犯便将陈摔倒在地，扼颈致死。然后用草垫将尸体盖上，锁门返家与汤凤藻、周文渝商量如何处理尸体。周文燕提出把尸体肢解后丢掉，汤犯提出把尸体转移到附近王槐辰瞎子家中去肢解，因王家中有客人未成。最后三人商定将陈的尸体运回家中肢解。汤犯去小彩霞街32号向其表弟借了一辆自行车，并指使周文渝去三条巷9号观察动静。周文燕在家准备了木板、麻袋、塑料布、斧子、剪刀、绳子等工具。周文渝又去阳升小百货合作商店购买了塑料袋十二只。
当晚九时许，周文燕、周文渝骑自行车到三条巷9号，周文渝在外面望风，周文燕将门反锁后从窗户进入，点上小蜡烛，将死者衣裤剥下，用斧子把双腿砍断，连同躯干装入麻袋。之后由周文渝帮忙把装尸麻袋放在车架上运回家中。
深夜，在汤犯指挥下，将陈的尸体放在一口大木盆内肢解。周文燕将陈的辫子剪下，汤犯用剪子剪碎，用纸包好。周犯接着又用斧子将死者的头砍下，按汤犯的主意将头骨敲碎装入塑料袋。然后又将死者的内脏取出，由周文渝和汤犯剪碎，用煤灰搅拌后装入四只塑料袋。周犯又将死者的乳房挖下，剪去乳头。接着又将死者的会阴部挖下，将全身骨头剔除后把各部位的软组织用斧子切成碎块。当晚一直搞到天亮。他们怕惊动邻居，不敢使用电灯照明，只点了一盏煤油灯。
六月八日晨，周文燕继续碎尸，汤犯在门外劈柴掩护。八日下午，周文燕买了一只人造革旅行包和一包黑色染料，还买了六尺再生布，交给其母缝了一个口袋，供抛尸用。
八日晚，周文燕、周文渝一道骑自行车到南郊，将三包内脏丢在宁、溧公路北侧的两个水塘内，将死者的头颅抛入节制闸河中。返回途中将右手和部分骨头抛在中山东路天津桥下，将一块膝盖骨抛入小火瓦巷公共厕所。到了深夜，二人又骑自行车去北郊抛尸。途经内桥、新街口、鼓楼和中央门时，将剪碎的死者头发散在马路上，并将部分尸块抛入鼓楼厕所。最后将死者的左脚、左手和部分尸块埋藏在双塘边的淤泥内，将死者的衣服碎片埋在王家大塘的淤泥中。二犯在晓庄二队遇到狗叫，周文燕便顺手砸了一块碎尸。
根据周文燕的交代，找到了陈玉兰的右手和腿骨。至此，全案彻底告破！
从本案来看，凶手碎尸的目的是隐藏死者身份，进而隐藏自己。从碎尸块数上当然不能和南大案相比，但也有可以参考的地方。
首先，凶手抛尸后扔进水里，很快就被发现了，这是因为大块尸体在刚开始沉入水底后发生腐败，最后都会浮上来的，所以我推测南大案凶手想到了这一点，尸体碎得非常小，即使扔到水里浮上来，轻易也想不到是尸体。而且南大案的凶手后来放弃扔入水里，我推测过可能是他的住所或者职业和水有关，否则南京水系发达，为何不扔进水里。
其次，都认为南大案凶手是在挑衅警方，想办法造成社会恐慌。但从本案来看，凶手只是想抛尸，并没有挑衅的想法。而尸块很容易就被发现了，说明抛尸在明显的地方未必就是挑衅警方，而可能是抛尸需要。
第三，南大案凶手如此小心谨慎，是因为南京刑警很厉害，从本案就可以看出他们非常认真负责，如果南大案凶手真的露出蛛丝马迹，那么绝不会这么久都没有抓获他，只能说凶手留下的线索太少，才让本案长期没有破获。
最后，写出来本案只是希望给对破获南大案还抱有希望的朋友一点信息，毕竟南京刑警这么强，我们要相信他们的能力！
祝南大碎尸案早日告破！
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