חשוד ברצח נמלט אחר הצהריים (יום ד') מחדר החקירות של משטרת מרחב יפתח. סגן מפקד מחוז תל אביב, תת ניצב דני חן, מינה קצין בודק לבדיקת נסיבות בריחתו של החשוד, תמיר עמר מחמוד, תושב תל אביב.
מחמוד הובא אחר הצהריים לחקירה נוספת במשטרה. כשהוא כפות באזיקים הוכנס מחמוד לחדר החקירות, שם ניצל את חוסר תשומת הלב של אחד החוקרים מצוות החקירה המיוחד שהוקם בעקבות הרצח, יצא מהחדר ומהתחנה ונמלט. לאחר שנמלט פתחו השוטרים בסריקות נרחבות סמוך לתחנה, באזור טיילת הרברט סמואל ורחוב יפת, אולם הוא לא אותר. החשוד, אגב, הספיק להודות במעשה המיוחס לו.
על פי החשד, מחמוד רצח את אלכסנדר פולומייב, בן 25, בדקירות סכין, לפני כשבוע וחצי. פולומייב, אסיר משוחרר, נרצח ברחוב י.ל פרץ במתחם התחנה המרכזית הישנה. פולומייב הלך ברחוב עם צעיר וצעירה נרקומנים בשעה 3:00 לפנות בוקר. בשלב מסוים הם נתקלו בקבוצת צעירים שלא הכירו ובין החבורות התפתח ויכוח.
על פי החשד, מחמוד שלף סכין ודקר את פולומייב, שנפצע באורח קשה ולאחר מכן מת מפצעיו.