Horas después del hallazgo del cuerpo sin vida de Anahí Benítez, fue detenido en su casa de Lavallol su profesor de matemáticas Francisco Leonardo Agostino, sospechado de cometer el crímen. 

La fiscal de la causa, Verónica Pérez, especialista en violencia de género, reveló en declaraciones al canal de noticias A24: "Anoche se agregaron testimonios y audios de una comunicación de la víctima y una compañerita de sucesos anteriores que apuntalan la sospecha que nosotros veníamos teniendo con relación al señor Agostino. Hay varios elementos de esos que manejan los chicos que nos llevaron hasta el profesor; una relación obsesiva que tendría la nena con el profesor. Tenemos cuadernos de la nena que los están estudiando la psicóloga del Ministerio de Seguridad de la Provincia. Convocamos al cuerpo docente y al director de la escuela a declarar".

Agostino, había sido profesor de la jóven durante todo 2015 en el colegio Antonio Mentruyt. También trascendió de la investigación que en la casa de Anahí se encontró un cuaderno con anotaciones y múltiples fotos del docente. Estos indicios fueron los que llevaron a las fiscales a pedir el arresto del profesor. En el momento en que se llevó adelante la detención, también estaba presente la esposa del porfesor.