İzmit’te yaşayan Ayşegül Serin, 14 Şubat 2008 tarihinde kayboldu. O dönem polisin yaptığı araştırmada Serin’in izine rastlanamadı. Aradan geçen 15 yılın ardından Kocaeli Asayiş Şube Müdürlüğü Cinayet Büro dedektifleri kayıp dosyasını yeniden incelemeye aldı. Soruşturma kapsamında polis yaptığı incelemede Ayşegül Serin’in öldürülmüş olabileceği ihtimali üzerinde durarak eşi Sedat Serin ve kayınvalidesi F.S.’yi gözaltına aldı. Emniyetteki işlemlerinin ardından Kocaeli Adliyesi’ne sevk edilen şüphelilerden Sedat Serin tutuklanırken, kayınvalidesi F.S adli kontrol şartıyla serbest bırakıldı.
Polisteki ilk ifadesinde Sedat Serin’in eşini öldürdüğü yönündeki suçlamaları kabul ettiği, daha sonra da bu iddiaları reddettiği öğrenildi. Yapılan araştırmalarda Ayşegül Serin’in kaybolduğu tarihlerde Sedat Serin’in annesi F.S.’nin kanlı çarşaflar yıkadığına dair bilgilere ulaşıldığı ifade edildi.