1990年4月2日，就读于日本东京御茶水女子大学四年级的女大学生井口真理子，只身一人乘飞机到台湾进行自助旅游，当晚投宿于台北国际青年之家。在4月3日，休息了一晚后，井口真理子开始了旅行之途。
在4月4日，观光完台北市后，她在上午给日本的家人寄了一封明信片，而后在中午搭乘自强号南下到台南。在台南观光的过程中，井口真理子认识了一位李姓年轻男子，和他游玩了一天后，投宿于他的家中。
在往后的两天时间里，井口真理子的旅程中多出了一个李姓朋友。到了4月7日后，井口真理子再次给家人寄了明信片，而后搭载李姓朋友的车来到台南车站。在和李姓男子告别后，井口真理子乘坐复兴号前往高雄，再次独自一人自助旅行。
在当天中午12点，井口真理子走出高雄车站剪票口后，她便不知所踪了。她原本预定搭乘的18日返家的联合航空828号班机也没有取消她预定的机位，但是单日却也没有她乘机的身影。
4月25日，没有见到女儿返家的井口久子内心有种不详的预感，并当天乘机抵达台湾寻找。同时，并让日本交流协会陪同正式向内政部警政署报案。在接到报案后，警政署通令各县市配合寻找，但可惜一无所获。
在6月27日，刑事警察局与高雄市政府警察组成0四0七联合专案小组，对井口真理子失踪一案进行调查。同时，他们还在发布新台币5万元的悬赏，而井口久子也提供日币50万的悬赏。专案组根据已知的线索，得知李姓男子是井口真理子最后的接触对象。
于是，专案组把李姓男子列为重要关系人，并对他进行询问。但是，李姓男子的说词和行踪都交代的很清楚，而且警方也得到了验证，最后将其释放。在7月7日，警方收到线报，说井口真理子已被杀害，而且尸体被埋在了台南县新市乡一处公墓。但是，警方在展开大规模搜索后，确定消息不实。
在7月18日，井口久子第二次到台湾寻找爱女，仍无所获。到了9月6日后，井口久子第三次到来，并成立了“井口真理子搜索后援会”。但可惜的是，结果如同前两次般没有任何进展。
在10月份，专案组再次得到线报，说井口真理子最后接触的一个人，是出租车司机刘学强。但是，因为刘学强当时精神并不稳定，再加上供词反复，因此案件一直难有进展。在12月6日，警方再次把悬赏金额提高到新台币100万元。
1991年1月4日，有报案说在台中县后里乡的一处甘蔗园内，发现了一具与井口真理子高度相似的女尸。但最后，警方经过牙齿X光照片对比后，发现这具尸体并非是失踪的井口真理子。不久，专案组又一次得到线报，认为先前约询过的刘学强有重大嫌疑。
刘学强是高雄市小港区的一名计程车司机，他经常在小港区排班。可是，专案组在调查中发现，刘学强所开的那辆计程车十分的刻意。因为在车内摆满了各式的佛像，就连车窗上也贴满了佛经，以及挂满了各式各样的祈福饰品。
在之前约询刘学强的时候，专案组发现他并不是一个有宗教信仰的人。而在最近，刘学强不仅在车上贴满了佛经，亦或者挂满了祈福饰品，就连他的双手也都戴满了佛珠。此外，专案组还发现刘学强每天晚上都会在计程车内睡觉，没有返回小港区的住处。
而且在刘学强的家里，同样摆满了大小数十尊的佛像。在对刘学强的邻居进行走访的时候，专案组从邻居处得知，刘学强很少回到住处，而在晚上的时候，他们常在半夜里听到女孩子的哭声。但是当他们问刘学强是否是惹女朋友不开心时，刘学强并没有回答他们，反而是脸色苍白，身子有些发抖。
随后，专案组找来刑事局法医室的鉴识专家，让他们对刘学强的住处进行彻底的勘查。在做血迹及化学反应的时候，他们发现在刘学强家的地上及墙壁等位置，都有强碱反应。这说明刘学强在最近曾用清洁剂、消毒剂等物品，对他的家进行过彻底的清洗。
与此同时，警方还通过四五月份的水费单，发现刘学强在当月用水比平时多了5吨。而先前从邻居处得知，刘学强并不是一个爱清洁，以及常打扫为生的人。此外，曾有邻居看到刘学强在家中的后院烧东西，以及扔东西。
针对这些线索，专案组立即对刘学强展开抓捕。被逮捕后，刘学强并没有过多的反抗便交代了自己杀害井口真理子的事实。
1990年4月7日，在高雄车站前的建国三路骑楼，刘学强碰到了背着背包，独自一人的井口真理子。在上前搭讪后，发现她是日本女大学生，独自一人来台旅行，当时正在找住处。
得知这一消息后，刘学强和她交谈了一会，便让她可以暂时住在他小港区的家。征得井口真理子同意后，刘学强便骑车载着井口真理子回到了小港区的住处。随后，他又和井口真理子游玩了澄清湖，凤山等地。
在4月8日清晨，因觊觎井口真理子美色而被拒绝后，刘学强恼羞成怒。趁井口真理子熟睡之际，刘学强持着十字弓，对准井口真理子的头部射了四箭。而在杀了井口真理子后，刘学强还对她进行了J尸。随后，刘学强又把她的头部给砍下来放入塑料袋，尸身则是用床单包裹着。
而后，随同作案时的血衣、十字弓，以及井口真理子的背包及物品，刘学强都不同程度的分散丢弃在不同的地点。但是，专案组在询问弃尸地点时，刘学强却是含糊其辞，一时说是在台南市，一时又说在台南县。
直到1991年3月7日，刘学强才坦诚了弃尸地点，位于台南市崇明十三街的一处空地，而头颅则是丢弃在南门街附近的垃圾车里。3月9日，专案组前往刘学强所提供的弃尸地点进行开挖。
但让人奇怪的是，当时这块地曾被环保局雇来挖掘机整地过，可只要挖掘机挖到大树旁边就突然故障。而警方在后来的挖掘中，却直接挖出了100多块尸骨。在送到台北鉴定后，确定尸骨就是井口真理子的。
至于头颅，在被丢弃到南门街附近的垃圾车后，便被运送到台南县仁德乡垃圾场掩埋了。如果要开挖的话，所耗费的费用很大。因此，寻找头颅的计划被迫取消了。随后，警方也陆陆续续的找到了刘学强当时作案的工具，以及井口真理子的洋伞等遗物。
在供出了井口真理子是他杀害的事实后，刘学强曾问警方当天是几号，警方告诉他是3月4日。当得知这一消息后，刘学强说他当初买计程车时，车牌是034，而且他还找算命先生算过。算命先生说他在3月4日当有一大劫，要避开三四之数；若是渡过还好，若是渡不过，对他大不利。
4月11日，专案组以杀人、侵占、侵害，以及遗弃尸体罪嫌，将刘学强移送高雄地检署侦办。11月24日，高雄地方检察院依杀人及遗弃尸体罪嫌，判处刘学强死刑；后因刘学强符合精神异常的减刑条件，减为无期徒刑，褫夺公权终身。
1993年5月3日，井口真理子的遗骨被火化后，由井口久子运送回日本。
