驗尸官認為，伊利莎白的死因是頭部重擊所引發的嚴重的內出血。驗尸還發現，尸體內外均未發現精斑，但死者生前曾經遭到過慘無人道地虐待，死后尸體也遭到了兇手的破壞與侮辱。警方花費了大量的人力走訪陳尸現場附近的住戶及店鋪，找尋可能存在的帶有血跡的衣物或兇器，除此之外還盤問了伊利莎白超過20名前男友，不過所獲甚少。
讓人意想不到的是，在案件見諸報端后，居然有超過30人前來自首，聲稱自己是兇案的始作俑者。雖然這些人不可能是兇手，但警方為了證明他們的清白，仍然需要投入大量精力。警方認為，兇手很可能不是伊利莎白所認識的人，而是一個陌生人。由于腰部切斷的斷口非常整齊，警方認為可能是專業人士所為，為此他們還向距離案發現場最近的南加州大學的醫學院索取了上百名學生的資料，不過沒有發現疑點。除此之外，沒有任何確鑿的證據能夠被找到，取而代之的是成千上萬可能對案件有幫助的“線索”以及一個個被塞滿的檔案柜。
1月23日，《洛杉磯先驅報》接到了一個自稱是“黑色大麗花復仇者”的電話，宣傳自己將會給報社發去一系列可以證明死者身份的包裹。第二天，報社收到了這個包裹，它已經經過仔細地處理，抹去了所有的指紋，里面包括伊利莎白的照片、出生證明、社保卡等私人物品，以及一張包括75名男子姓名的名單。警方隨即對這一名單進行逐一調查，發現這些男人均曾搭訕伊利莎白尋求一夜情，不過都遭到了拒絕。25日，伊利莎白的錢包以及一只鞋被發現于距棄尸現場數英里以外的街道的垃圾桶內，而最后一個見到伊莉莎白的曼利確認了這些東西屬于伊莉莎白。
洛杉磯警方一度將曼利作為本案的第一嫌犯，不過在兩次測謊實驗和一些不在場證明面前，警方將曼利釋放。此后曼利開始出現幻聽，并逐漸精神失常。在他被送進精神病院后，醫生曾對他使用過硫噴妥鈉，也就是俗稱的“吐真劑”，而這次，曼利再次證明了自己的清白。1986年，64歲的曼利因意外墜落身亡。此外，警方曾經還懷疑 “口紅殺手” 與本案有關，因為伊莉莎白被殺害在德格蘭大道（Degnan Boulevard）附近，而口紅殺手的的一個受害者的姓氏正是“德格蘭”。同時，兩起案件中兇手的字條也有相同的特點。
洛杉磯警方一直試圖揭開這個懸案，不過一直沒有成功。目前，警方認為兇手很可能已經死亡，所以也暫時擱置了對此案的調查。不過全世界各地的推理愛好者一直沒有放棄對此案的研究，而FBI目前也在自己的網站上公布了當時關于黑色大麗花案件的絕大多數信息，各位有興趣的朋友不妨挑戰一下。
