邻居最先发现了宋大柱，他趴在楼梯上，浑身散发着浓烈的酒气。起初，邻居以为他只是喝醉了睡过去，并未过多在意。可几小时过去，宋大柱依旧保持着趴着的姿势，丝毫没有动弹。邻居察觉不对劲，上前查看才发现，宋大柱身体早已冰凉，连呼吸都没了，惊慌之下立刻向警方报了案。
法医抵达现场后初步勘验，判断宋大柱死前肢体可能出现过抽搐，额头上的撞击痕迹形成了皮下出血。现场勘查显示，宋大柱家中门窗完好，无任何撬压痕迹，排除了外力闯入的可能。客厅的桌子上，还摆放着未吃完的花生和一桶白酒——白酒装在10斤的塑料桶里，剩余量不足一半。
宋大柱的儿子宋阳生性顽皮，面对父亲的离世，他没有丝毫悲伤，接受警方问询时，态度十分不耐烦。宋阳声称，最后一次见到父亲是在昨天晚上，具体时间记不清了。因为考试不及格，他遭到了醉酒的宋大柱追打，父子俩一路追到楼梯间，宋大柱不慎摔在地上。宋阳见状并未上前查看，而是直接离开了家，在同学家待到天亮。直到早上上学时听旁人说起，他才知道父亲已经死亡。
技术人员从现场的塑料桶中提取出30%的甲醇。据悉，日常饮用的白酒主要成分是乙醇（俗称酒精），部分人为图便宜会用工业酒精勾兑白酒，这类勾兑酒不仅口感差，更致命的是工业酒精中含有剧毒的甲醇——口服10毫升以上便会严重中毒，损伤眼睛甚至导致失明；口服100毫升以上则足以致命，堪称“毒酒”。法医初步检测发现，宋大柱额头的摔伤并非致命伤，其血液中检出了乙醇、甲醇、甲醛和甲酸，尸表特征与甲醇中毒症状相符，具体的死因确认报告还需等待两天后才能出具。
据了解，宋阳的母亲在他小时候就离家出走，此后宋阳便与父亲宋大柱相依为命。失去妻子后，宋大柱染上了酗酒的恶习，且酒量越来越大，一旦不顺心就会打骂宋阳，这也导致宋阳对父亲毫无感情。如今宋大柱离世，宋阳的抚养权落到了他唯一的亲人——姥姥手中。姥姥经营着一家养狗场，足以维持生计。为查清宋大柱的白酒来源，警方专程前往养狗场询问宋阳，宋阳果然知情：他曾帮父亲到城西的一家小酒厂买过酒，宋大柱每次都会买满一桶，不过宋阳也提到，父亲酗酒多年，后来因为担心身体，已经不敢像以前那样猛喝了。
酒厂老板证实，宋大柱是个十足的“酒腻子”，哪怕早上吃一根油条，都要搭配半斤白酒。老板回忆，宋大柱最后一次买酒是在两个月前，当时他说医院已经下了通牒，肝脏状况极差，再过量饮酒肯定会丧命。但宋大柱早已离不开酒，只能计划以后每顿只喝一两，勉强解馋。
技术人员对酒厂各批次白酒进行抽样化验后确认，该厂生产的白酒甲醇含量未超标，属于合格产品。既然宋大柱饮用该厂白酒两个月都未出现异常，说明甲醇并非来自酒厂，而是有人在后续往酒桶中添加了甲醇——这并非一起简单的假酒案，而是蓄意投毒案。
警方进一步调查得知，宋阳的姥姥曾向法院起诉过宋大柱，想要抢夺宋阳的抚养权。姥姥认为宋大柱根本不会教育孩子，把宋阳养成了“野小子”，但最终起诉失败。之后姥姥又与宋大柱协商，提出先暂时抚养宋阳，等宋阳成年后再送回他身边养老，可即便如此，宋大柱依旧拒绝，甚至不允许姥姥踏入自己家门。
后续法医尸检结果显示，宋大柱的死因属于复合死因：他的肝部严重肿大，同时存在酒精中毒和甲醇中毒的症状，至于两者中哪一个是主要致死原因，还需要请专家进一步分析。
警方还排查了宋大柱的社会关系，发现他醉酒后常爱惹是生非，此前还曾砸过一家网吧。事情的起因是宋阳在网吧上网玩游戏没钱支付，老板将宋阳扣留，宋大柱得知后，第二天便找了两个修车的同事，三人都喝了酒，一起到网吧闹事，还砸坏了两台电脑。网吧老板报警后，要求宋大柱赔偿1.5万元，可宋大柱根本拿不出这么多钱，只愿意赔1500元。最后还是姥姥上门求情，替他赔偿了钱款，事情才得以平息。不过网吧老板提及宋大柱的死时，语气中满是不屑，直言他“死有余辜”，由此也能看出宋大柱平日里有多惹人厌。
排查后警方发现，网吧老板虽对宋大柱不满，但不至于为了此事杀人；宋大柱的两个修车同事则因盗窃罪名正在监狱服刑，具备不在场证明；警方排查了周边的化工商店，也未找到购买甲醇的可疑人员，案件一度陷入僵局。
陈队专程咨询了处理过抚养权纠纷的律师，得知宋阳姥姥的经济条件确实比宋大柱优越，但自从女儿离家后，宋大柱和宋阳都对姥姥心存怨恨，宋阳更是不愿和姥姥住在一起。虽然宋大柱品行不佳，但法律上并无他虐待宋阳的明确证据，且当时宋大柱存有5万元积蓄，因此法院未支持姥姥的抚养权诉求。律师还补充，姥姥曾提出再给宋大柱5万元，希望通过私下协商获得抚养权，并请律师见证，可宋大柱收下第一笔钱后反悔，收下第二笔钱的提议也被他拒绝。律师见胜诉无望，只能劝说姥姥放弃。
就在案件毫无进展时，网吧老板突然致电警方，声称知道杀害宋大柱的凶手。警方赶到网吧时，正撞见宋阳与他人发生冲突，情绪激动的宋阳当众嚷嚷着“是我杀了我爸”。
由于宋阳态度顽劣，其他警员都不愿接手审问，最终由陈队负责。宋阳起初以为自己只有14岁，法律不会追究责任，态度十分嚣张。陈队耐心向他讲明利害关系：即便他不会被判处死刑，也会被送去劳动教养，不仅会失去自由，一辈子还会背负“杀害亲生父亲”的骂名，这份污点会让他走到哪里都被人看不起。
听完陈队的话，宋阳终于感到害怕，如实交代了关键线索：9号那天，他曾看到姥姥走进自己家，起初以为父亲也在家，不想面对两人争吵的他便没进门。直到路过街口时看到父亲正在修车，他才意识到姥姥是独自进了家。而警方此前已确认，甲醇是在8号至10号之间被添加到酒桶中的，若宋阳所言属实，姥姥就具备重大作案嫌疑。
陈队随即询问姥姥9号是否进过城，姥姥矢口否认。但警方在姥姥的养狗场中发现了两只眼睛失明的狗，这一巧合让陈队更加怀疑。随后陈队申请了搜查令，对养狗场进行全面搜查，并将两只失明的狗带回警局做专业检测。
在证据面前，姥姥终于向警方坦白：她确实往宋大柱的酒里添加了甲醇，但她并非想杀死宋大柱。姥姥曾在电视上看到，人饮用假酒后会导致双目失明，她便天真地认为，只要宋大柱变成残疾人，就无法再抚养宋阳，自己就能顺利获得外孙的抚养权，于是才想出了这个办法。姥姥知道宋大柱当时每顿只喝一两酒，为了确保剂量不会致命，她还提前在狗身上做了实验。不过这只是姥姥的一面之词，警方还需要进一步收集证据佐证。
警方在养狗场的杂物间里找到一张纸条，上面详细记录了给狗喂食甲醇的不同用量，以及对应的反应。兽医对两只失明的狗进行检测后，确认狗体内含有甲醇，且剂量恰好能导致失明但不会致死。
法医结合所有证据最终确认：宋大柱摄入的甲醇剂量本身不足以致命，但他长期酗酒导致肝肾功能严重病变，案发当晚又摄入了过量乙醇，两种毒素叠加导致肝脏突然坏死，这是他死亡的主要原因；而甲醇摄入引发的酸中毒和全身神经紊乱，加速了他的死亡进程。在他的死因构成中，乙醇中毒占70%，甲醇中毒占30%——也就是说，若宋大柱只摄入了酒桶中的甲醇，最多只会双目失明，不至于丧命，但过量饮酒导致的肝脏坏死，大幅降低了他对甲醇中毒的耐受力，最终酿成了悲剧。