Cinayetler, 3 Eylül 2018 Pazartesi günü saat 23.00 sıralarında, merkez Karatay ilçesine bağlı İsmil Mahallesi 62. Sokak'ta bulunan müstakil bir evde işlendi. Edinilen bilgiye göre, Metin Büyükşen ve Necla Büyükşen çifti, eve giren yüzü maskeli bir saldırgan tarafından tüfekle vurularak öldürüldü, başına tüfeğin dipçiğiyle vurulan kızları Büşra Büyükşen ise olaydan ölü numarası yaparak yaralı kurtuldu. Olaydan sonra kaçan saldırgan aradan 3 yıl geçmesine rağmen bulunamamıştı.
Olayın üzerinden 3 yıl geçmesine rağmen baba ve annesinin katil zanlısının bulunmaması üzerine Necla ve Metin Büyükşen'in doktor oğlu Osman Büyükşen bir televizyon programına çıkarak katilin yakalanması için Cumhurbaşkanı Erdoğan'dan yardım istemişti. Cinayetin çözülebilmesi için Jandarma Genel Komutanlığınca özel olarak jandarma dedektifleri olan JASAT ekipleri görevlendirildi. JASAT ekipleri ve Konya İl Jandarma Komutanlığı tarafından Büyükşen çiftinin cinayet soruşturmasına ilişkin 13 Temmuz tarihinde çok sayıdaki adrese şafak vakti operasyon düzenledi. Operasyon kapsamında 25 kişi gözaltına alınırken, şahıslara ait ev ve araçlarında da arama yapıldı.Soruşturma kapsamında, 25 şüpheli arasında bulunan Abdullah B. ve Esra T. Konya Adliyesine sevk edildi. Abdullah B. ve Esra T'nin azmettirici oldukları iddia edilirken, şüphelilerin azmettirdiği ve firari olduğu öne sürülen cinayet zanlılarının yanlış eve girerek Büyükşen çiftini öldürdüğü iddia edildi. Yapılan sorgulamada Esra T.'nin öldürülen Büyükşen çiftinin evlerine 500 metre mesafede bulunan komşularının oğlu Hüseyin K.'nin eski sevgilisi olduğu ortaya çıktı. Esra T.'nin, Hüseyin K.'nin, ailesinin baskısıyla kendisinden ayrıldığını ve bu nedenle o aileye zarar vermek istediğini, bu durumu sevgilisi Abdullah B.'ye anlattığı ve sevgilisinin de para karşılığı 2 kişi kiralayıp korkutup, zarar vermeleri için Hüseyin K.'nin evine gönderdiği öne sürüldü. Abdullah B.'nin kiraladığı 2 kişinin kendilerine verilen adresi karıştırıp Hüseyin K.'nin ailesi yerine komşuları Büyükşen çiftini öldürdükleri belirtildi.Adli kontrol kararıyla serbest kaldıŞüpheliler Abdullah B. ve Esra T. 'kasten öldürmeye azmettirme', Zekeriya O. ve Mustafa O. de 'kasten öldürmeye yardım etme' suçlarından sevk edildikleri mahkemece tutuklandı. Adliyeye sevk edilen 1 şüpheli adli kontrol kararı, jandarmadaki 20 şüpheli ise ifadelerinin ardından serbest bırakıldı. Cinayete kurban giden Necla Büyükşen ve eşi Metin Büyükşen çiftinin cinayet şüphelisi olduğu iddiasıyla Ankara'da yakalanan Afganistan uyruklu Abdulhamid U. tutuklandı. 3 ay cezaevinde kalan Abdulhamid U. adli kontrol kararıyla serbest bırakıldı.