正值三伏炎夏，骄阳似火，酷热难当。七月二十七日傍晚六点半，彭家一家人如往常一般来到水库边的凉亭纳凉。陡然间，他们瞧见不远处的水面上漂浮着一个鼓鼓囊囊的麻袋，阵阵腐臭气息随风袭来，熏得人几欲作呕。
“这怕是谁家扔掉的死猫狗吧，怎能如此没公德，丢到水库里！”彭家人皱着眉头纷纷议论，旋即赶忙派人跑去警察局报案。
没过多久，巡警便赶到了现场。众人费了九牛二虎之力，才将麻袋打捞上岸。巡警解开那黄色的麻绳，一绺头发露了出来，众人心里一惊，赶忙重新把麻袋包好，迅速向警局报告。
晚上七点三十分左右，市警察局刑侦处、分局刑侦大队和纸坊街巡捕房的警察们陆续抵达。与此同时，警察开始对水库周边的居民展开走访调查，冀望能寻到可疑之人或线索。
当晚十点，“7·27”联合破案小组正式成立。法医呈上了尸体解剖和现场物品分析报告：尸体高度腐烂，面容难以辨认，死者为年轻女性，年岁约莫二十，身高一米五七上下，身形较为丰腴，身着浅蓝色无袖连衣裙，涂着指甲油，修过眉，系因窒息而亡，死亡时间大概在五天之前，死者脑部还有明显的钝器伤痕。
尸体用红底带白花的床单包裹着，麻袋里有一个钱包，钱包里并无现金，仅有一张标着“凯利专业美发”的美容卡，上面写着曾小丽的名字，还有十几张女性照片。在一个黑色皮包里，装着贴着“明阳”商铺标签的日用品。尸体旁边还发现了一根电话线和一条透明封口胶。
这起案件毫无头绪，作案时间、地点和嫌疑人皆毫无踪迹，是典型的“三无”案件。破案小组认为，查明死者身份乃是破案的关键。虽说不能确定照片上的女子就是死者，但至少能表明她和死者关系匪浅，这成了寻找尸源的重要线索。
当晚，寻找尸源的工作全面铺开，分成了三组：第一组仔细研究女子的衣着和随身物品，推测死者或许是在娱乐场所工作的女子或者外来人员，决定采用“分组包片”之法，公开调查和秘密侦查相结合，对纸坊地区的娱乐场所和出租屋展开全面排查。第二组从美容卡入手，调查死者与曾小丽以及美容店的关联。第三组前往“明阳”商铺，期望能发现与死者有关的线索。
随着调查工作的深入，各种信息不断反馈到破案小组。排查工作一首持续到翌日凌晨。在凯利专业美容厅，曾老板看着照片回忆道：“六月五日，照片上的女子来这里修过眉，她体态丰满，皮肤白皙。从那以后便再没来过。”而“明阳”商铺的老板和员工却未能提供任何有用信息。仅凭美容店老板的描述，警方初步认定照片上的女子就是死者。
七月二十八日下午两点左右，一位在音乐茶座工作的年轻女子称认识照片上的人，两人曾一同工作。破案小组立刻将她请到了巡捕房。女子说：“照片上的女子叫娟子，是武汉市黄陂区人。”
依据女子提供的详细地址，破案小组马上派人带着照片前往黄陂调查。可这次黄陂之行却让大家大失所望，娟子安然在家，前去调查的警察还亲眼见到了她，她和照片上的人确实有几分相像。
万事开头难，寻找尸源是破案的关键开端。调查的警察们顶着烈日，丝毫不敢懈怠，继续在人群中奔波。七月二十九日上午，技术人员在清理现场物品时，发现钱包里有一张纸条，上面写着两个电话号码。这个线索恰似一场及时雨，给破案小组带来了希望。
经过一番调查，两个电话号码分别属于武汉市新洲区界牌乡的陈建波和江夏区段岭庙村的谢志兵。破案小组立刻兵分两路，分别去找陈建波和谢志兵。很快，两路警察都传回了消息：据谢志兵的家人所言，谢志兵现今在南方做工，他的身份证明去年就丢了，这个电话号码肯定是别人捡到他的身份证明后冒用办理的。
经过一番周折，破案小组的警察在下午六点左右，终于在新洲阳逻的一家发廊寻到了陈建波。警察说明来意后，向陈建波出示了照片。陈建波交代道：“照片上的女子叫周雅琴，是江夏区人。民国十年六月到民国十一年三西月的时候，她在我开的发廊里做工。如今我们还有联系。前不久，周雅琴还到我在汉正街开的鞋店找过我，还留了个电话号码。”
为了进一步确认身份，警察又仔细询问了周雅琴的体态特征。陈建波描述的和死者极为吻合。至此，破案小组确定照片上的女子就是死者。
案件取得了突破性进展，让所有参与办案的警察信心大增。随着死者身份的查明，围绕死者社会关系、矛盾点和活动规律的调查工作也加快了速度。七月三十日，破案小组很快查明陈建波和周雅琴联系的电话，就在江夏区纸坊街武昌大道的景田饮用水经销点附近。
调查范围逐渐缩小，为了避免打草惊蛇，警察们改变了工作方法，暗中进行调查。有人透露，周雅琴在一个叫陈强的中年人开的发廊工作，不过己经有六七天没见她露面了。此时，所有调查工作都集中到了陈强的发廊。发廊由陈强夫妇共同经营，夫妻感情甚笃。店里有西名员工：丹丹、欢欢、周雅琴、花花。平日里陈强夫妇和这西个人都在发廊吃住。
为了深入了解周雅琴的社会关系和交际情况，寻找案件的突破口，破案小组秘密传唤了陈强夫妇等人。经过审讯得知：七月二十三日，丹丹、欢欢、周雅琴三人相约到纸坊街中心港172号段爱玲经营的“天天乐”发廊玩，还在那里住了两晚。七月二十五日上午，丹丹、欢欢等人叫周雅琴一起上街，周雅琴称不想去。中午十二点左右，上街的人回来后，发现周雅琴不见了，就问段爱玲的丈夫曾国强等人，曾国强等人支支吾吾地说没看见，好似是去武汉了。七月二十六日，欢欢回到陈强的发廊，周雅琴依旧没回来。陈强等人都以为她去武汉找朋友了。
七月三十日中午，破案小组的警察包围了中心港172号。但是大门紧锁，从外面往屋里瞧，楼里一个人也没有。短暂思索后，石队长决定先封锁所有出入口，防止嫌疑人逃跑，然后组织警察仔细观察房屋周围的地形。通过观察发现，楼房三楼的一台窗式空调正在运转，说明房间里很可能有人。警察再三敲门表明身份后，强行破门而入，把藏在里面的段爱玲等人带回了刑侦大队。
破案小组突袭中心港172号后，技术人员对现场进行了搜查。结果令人振奋：在三楼卧室里发现了一盒开封的“李”字牌蚊香、白色电话线；在二楼房间找到了一床带血迹的红底白花床单。通过技术人员对“李”字牌蚊香和案件现场发现的一条白色胶带进行整体分离鉴定，认定是同一物品。经过比对，带血迹的红底白花床单和包裹尸体的床单，从规格、质地、颜色到花形都完全一致。
综合调查走访和物证鉴定的结果，案件的嫌疑对象首指曾国强、段爱玲、夏春霞三人，案件的第一现场很可能就在中心港172号。七月三十一日晚上十点左右，经过连续48小时的攻心审讯，段爱玲、夏春霞两名嫌疑人终于交代了全部犯罪事实。
七月二十五日上午，曾国强等人在和周雅琴交往中，知晓她有些积蓄，便起了图财的心思。三人先把周雅琴骗到对面的军港酒楼二楼，然后使用暴力，用事先准备好的电话线捆绑她的双手，逼她交出钱庄的钱票。周雅琴被折磨得不堪忍受，只好交出钱票，并说出了支取方式。三名歹徒满心欢喜，曾国强马上坐黄包车到江夏区钱庄提款。但是拿取过程中遇到波折，曾国强立刻打电话给段爱玲二人。二人接到电话后，又对周雅琴施暴。为了求生，周雅琴说出了钱庄的联系伙计和方式。三人如愿取到了银钱。
得手后，三人害怕周雅琴揭发他们的罪行，就把她杀害了。随后分别买来两个麻袋，在江夏区世纪广场附近的码头工地找来半截预制板，从家里拿来床单把尸体包好，又把开封的“李字”牌蚊香、封口胶和死者的随身物品都装进麻袋。还把现场留下的电话线、蚊香等物品拿回家藏起来，妄图让案件现场不留一点痕迹物证。
第二天凌晨两点，三人用借来的一辆人力三轮车把尸体运到水库边，把尸体绑在半截预制板上，沉入了青龙水库。
至此，“7·27”无名女尸案终于真相大白，笼罩在青龙水库上空的阴霾终于散去，公园里又传来了人们的欢声笑语。次年五月，曾国强、段爱玲、夏春霞三人分别被判处死刑和死缓。