應該說陳敏有著極強的心理素質，明知犯案在身卻沒有逃離，仍然留在多倫多，在警察眼皮底下玩「燈下黑」。接受調查時也能面不改色心不跳，十分配合警方的採樣，後來發展到竟主動打電話要求警方測謊。
作為與張東嶽家人只有幾面之交的外人，陳敏起初並不在警方的視線之內。在發現張東嶽遺骸之前，多倫多警方即投入大量警力對該案進行深入細緻地調查，包括詢問可能涉案的相關人員，蒐集指紋和DNA樣品，查閱電話記錄，試圖從中找出與留在張家廚房後窗指紋相吻合的作案嫌疑人。不過，案件一度陷入膠著並無大的進展。
2004年3月27日，警方在密西沙加市發現張東嶽的遺骸。之後的3月30日，多倫多警方與皮爾區警方成立聯合調查組，更多的警務人員投入案中，繼續展開耗時費力的調查活動。
在調查期間，警方通過與此前曾居住在張東嶽房間的女留學生接觸，她告知警方，當她居住期間，曾經接待過陳敏的造訪，並向警方提供了陳敏的手機號碼。通過該電話號碼，警方瞭解到陳敏的居所位於多倫多瑞德蒙特大街（Reidmount Ave）1號的公寓樓1103房。
2004年4月27日，警方在陳敏的住處與其會面，陳敏提供了一份聲明，以及指紋印記，口腔拭抹樣，和同意提供手機記錄的書面證明。警方在與陳敏的會面中，並沒有發現任何異常。法庭文件顯示，陳敏當時十分配合，提供各種採樣和簽署同意書時沒有任何猶豫和抱怨。
陳敏在向警方提供的聲明中稱：他於1983年1月30日出生於中國上海，在張東嶽失蹤時他時年20歲；他在加拿大已經居住2年半，最初是以留學身份進入辛力加學院（Seneca College），在該校結識此前曾居住過張東嶽房間的女留學生，兩人只是一般的朋友關係；他在加拿大沒有家庭。
聲明中還稱，在他的女性朋友居住張家期間，他參加過幾次聚會；他知道房主是張偉民（Raymond Zhang）和徐雯（Sherry Xu），他們有個女兒張東嶽（Cecilia Zhang）；在案發前，他並不認識張偉民，他也不是張家的朋友，僅僅知道他們的姓名，在張家訪友期間，與張東嶽有過兩次短暫的照面。但在他的朋友搬出張家後，便從未去過張家所在的白角街（Whitehorn Crescent）33號。
法庭文件顯示，在當時的情形下，陳敏僅僅被看作是與案件有直接或間接少許聯繫的幾百個人員之一。因為作為警方擴大調查範圍的一個部分，試圖從中排除和辨別所有可能的人員。
陳敏在加拿大和中國沒有被拘捕和犯罪的前科，因此加拿大警方的資料庫中並沒有他的相關資料。陳敏是作為簽證學生進入加拿大，他在加拿大也沒有指紋檔案，因為加拿大並沒有要求留學生一定要提供指紋方可進入。
在指紋對比過程中，皮爾區警方法醫鑑定局官員布蘭克（Paul Black）在5月下旬收到陳敏的指紋記錄。2004年6月1日，布蘭克發現，在張家現場勘察，經過有效的技術處理8枚指紋和部分掌紋與陳敏提供的相吻合！
這些指紋包括在張家廚房後窗及窗框的指紋，丟棄在後院餐刀刀面上的指紋，以及牆角樓梯處的指紋。
警方立即集中警力開展對陳敏的調查，著手物證的收集和電子監控。當月4日，警方獲得授權，截聽陳敏以及他的幾個夥伴的私人通話內容，16日，警方又經授權截聽另外幾方的通話。
警方通過調查得出結論，證實陳敏以留學生身份進入加拿大，其花費對他父母而言是一筆巨大的開銷。由於陳敏學習成績不佳，他擔心會失去移民的機會，被迫返回中國將很丟臉。不久，他便會在經濟上耗盡，而很難在加拿大立足。
據法庭文件，警方進一步確定，在張東嶽失蹤前不久，陳敏的一個夥伴為自己安排了一個花費約2.5萬加元的假結婚，以確保可以永久地居住在加拿大。陳敏注意到這種假結婚的方式，並表達出也渴望如法炮製，以避免返回中國。不過，陳敏為如何籌集到這筆不菲的資金憂慮。
警方在調查中同時確定，在張東嶽失蹤前以及遺骸發現後，為籌措必要的資金，陳敏與他的一些同伴正在涉足和已經捲入與案件無關的非暴力的非法活動。
雖然法庭文件沒有指明陳敏所從事的所謂非法活動，但星星生活報在張東嶽失蹤案發後一直關注事件的進展，有消息來源向本報透露，該非法活動是車載外出登門的 「小姐」。另有消息來源稱，陳敏曾在多倫多西區一家商場的餐館內非法打工。警方調查組曾經親自前往星星生活報社瞭解有關情況。
法庭文件顯示，在張東嶽失蹤前後，陳敏在瑞德蒙特大街（Reidmount Ave）1號的公寓樓租房，室內另有其他幾位租客。陳敏在2003年9月28日左右搬入該公寓，此前他居住在央街（Yonge St）5875號的209房，由陳敏認識的一位趙姓女子和一位徐姓男子共同租住。
查閱皮爾區警方的記錄，在2003年9月18日，陳敏、徐姓男子和另外一位夥伴乘坐徐駕駛的汽車，在密西沙加市艾格林屯大街西（Eglinton Ave. W）橫跨祈德河（Credit River）的橋面上接受皮爾區警官的調查。當時警方接獲一市民投訴，有幾名亞裔面孔的男子在這一地區非法捕魚。進行調查的警官認為，這三名男子正在祈德河尋找釣魚的地點，車中發現的漁具並沒有使用過的痕跡。
警方確信，陳敏和他的朋友對鄰近克羅埃西亞公園（Croatian Park）的祈德河一帶比較熟悉，而張東嶽的遺骸便是在附近發現。在案發的2003年10月19日和20日之前，陳敏和他的朋友至少兩次來到這裡。其中一次，陳敏與他的同伴在公園北部靠近叢林處休息，那裡距棄屍處只有不到80米。
警方同時調查了陳敏的幾位密友捲入案件的可能性，幾位夥伴同意接受測謊器（Polygraph）的測試。在警方截聽陳敏與朋友的通話中，陳敏表現出對這些測試和調查的關心。警方通過調查最終認定，在張東嶽失蹤和死亡案件中，陳敏的夥伴中並沒有同謀。
2004年7月，陳敏主動出擊，致電皮爾區警局，詢問他是否也將進行測謊。利用這一時機，警方決定與陳敏正面接觸，在公共場合與他討論案件的調查。
7月12日，皮爾區警察局警官格洛齊埃（Doug Grozier）與陳敏在其居住的附近的一個公園內談話。在這場小心謹慎並被錄音的談話中，格洛齊埃對陳敏稱，他已是警方的主要嫌疑人，正準備安排法醫對他的汽車進行檢驗。警方希望此舉可以打草驚蛇，令陳敏產生負罪的反應。
在警官的談話之後，警方繼續監視陳敏的一舉一動。果然不出所料，兩天後的14日早晨，陳敏先後去了14家不同的車行，試圖更換車後箱的襯墊。他最終決定在位於多倫多市窩頓大街（Warden Ave）的哲巴特-泰迪車行（Ziebart Tidy Car）清洗襯墊。然後去鄰近的加油站用吸塵設備清掃汽車後箱。
因擔心證據丟失，時刻監視陳敏的警方人員立即從車行獲取該襯墊，為避免陳敏察覺警方的行動，車行為陳敏更換了一塊相類似的襯墊。法醫的檢驗結果顯示，襯墊上有一處污點，已經被氨基溶劑清洗。然而，結果並沒有發現任何與受害者相關的證據。
2004年7月21日，警方在多倫多以涉嫌謀殺張東嶽為由拘捕陳敏，收審關押至今。
張東嶽案的幾個關鍵節點：華裔女童張東嶽2003年10月20日在自己家中被人劫走。2004年3月27日其遺骸在多倫多西鄰的密西沙加市被發現。 2004年7月21日，警方拘捕涉嫌謀殺張東嶽的中國留學生陳敏。2005年5月9日，陳敏終於承認犯罪，接受二級謀殺罪指控。
星星生活
