Следствие установило, что в августе 2017 года он убил Валль и расчленил ее. Части тела он выбросил в море. Судья добавила, что раны на теле журналистки не соответствуют ни одной версии Мадсена.
Также Мадсену предъявляли обвинения в изнасиловании и в нарушении морских законов. Суд признал его виновным только в убийстве и изнасиловании. Адвокат Мадсена просила, чтобы его осудили только за убийство, в котором он сознался, и посадили на полгода. Адвокат обжалует решение суда в течение двух недель.
В конце заседания Мадсен заявил, что ему «очень грустно» из-за произошедшего.
10 августа 2017 года Валль поднялась на борт Nautilus, чтобы взять интервью у создателя подводной лодки. На следующий день Мадсен подал сигнал бедствия. Спасатели вытащили его из подлодки, которая потом затонула, а Валль с ним не было.
Расчлененный труп журналистки без головы, рук и ног нашли у берега Копенгагена через несколько дней. Позже в море обнаружили и отрубленные части тела в пластиковых пакетах.
На допросах Мадсен несколько раз менял версию произошедшего. Он утверждал, что не убивал Валль. Сначала он заявил, что высадил журналистку у одного из ресторанов. Потом он сказал, что Валль ударилась о люк его подлодки и умерла. Он же якобы хотел похоронить ее в море. Затем он заявил, что она отравилась угарным газом.