Вечером 26 июля у пруда на улице Димитрова полицейские обнаружили сверток с телом 79-летней Валентины Улановой, у которого были отрезаны голова, руки и ноги. По подозрению в ее убийстве задержали Самсонову, которая ухаживала за ней и жила в ее квартире. Судя по записи на камере видеонаблюдения, Самсонова вынесла тело пенсионерки.

Свою знакомую Самсонова убила ночью 23 июля, сообщили агентству «Интерфакс» в пресс-службе Главного следственного управления Следственного комитета России по Санкт-Петербургу. По версии следствия, на почве личной неприязни она отравила Уланову неизвестным веществом, при помощи пилы и ножа расчленила тело, а после выбросила его части в ближайшем микрорайоне.  

Поскольку в 2003 году на том же месте у пруда было обнаружено тело мужчины, обработанное таким же образом, следователи заподозрили пенсионерку и в этом убийстве. Во время обыска в квартире Самсоновой под плинтусом на кухне обнаружились следы засохшей крови. На шкафу следователи нашли «потрепанную книжку эзотерическо-астрологического содержания» с вырванными страницами. Эти страницы, согласно протоколу осмотра места происшествия за 2003 год, находились в свертке с телом обезглавленного мужчины.

В дневнике Самсоновой обнаружились записи на русском, английском и немецком языках с подробным описанием убийств с конца 1990-х годов. Записей оказалось около десятка. В 2003 году она также описала татуировку своей жертвы, найденной следователями: звериный оскал и два скрещенных кинжала. Там же пенсионерка описала убийство своего супруга, об исчезновении которого она сообщила в 2005 году. Мужа Самсоновой так и не нашли.

28 июля Самсонова призналась еще в двух аналогичных преступлениях. Она вспомнила, что в ноябре 2000 года убила квартиранта по имени Володя, разрезала его в ванной ножом на куски, разложила по пакетам и разбросала по территории Фрунзенского района.

В сентябре 2003 года, по ее словам, после ссоры она убила другого квартиранта — мужчину из Норильска по имени Сергей. Она также расчленила тело и вынесла на улицу.