Похожие преступления объединили в одну разработку, начиная с августа 2002 года. Милиция составила фоторобот, публиковала его в газетах и показывала по телевидению, выставляла засады на чердаках и проверяла людей, подходивших под описание. Родителей школьниц просили встречать и провожать детей. Среди проверенных подозреваемых были 27 человек, состоявших на учёте в психоневрологическом диспансере, однако найти настоящего преступника не удавалось.
Один из заметных эпизодов произошёл 20 марта 2003 года на чердаке дома № 83 на улице Ленина: потерпевшей было 15 лет. Через три дня 17-летняя девушка смогла поднять шум, а молодой человек попытался задержать нападавшего, но тот скрылся. Позднее похожие случаи стали поступать из других районов города. Следователям также приходилось выяснять, какие преступления связаны между собой: часть эпизодов раскрыли отдельно.
Филимонов родился в 1970 году и до тольяттинских преступлений уже отбывал наказание. После автомобильной аварии, в которой погиб его отец, он получил год лишения свободы и находился в колонии-поселении. Позднее Одинцовский городской суд приговорил его к шести годам за три эпизода сексуального насилия. В марте 2004 года Филимонов отбывал срок в колонии в Димитровграде.
По одной из версий, о признании Филимонова рассказал сокамерник. По другой — следствие вышло на него благодаря отпечатку пальца, найденному на пачке из-под сигарет на месте одного из преступлений; ответ о совпадении пришёл примерно через восемь месяцев. После этапирования в Тольятти Филимонов сначала отрицал причастность к нападениям, а затем признался в 24 эпизодах. Следствие установило потерпевших и проверило показания, после чего доказало его вину по 15 преступлениям.
Летом 2006 года выездная коллегия Самарского областного суда в Тольятти приговорила Филимонова к 17 годам лишения свободы в колонии строгого режима. По данным 63.RU, после освобождения он вернулся в Ульяновскую область и больше не попадал в поле зрения правоохранительных органов. Сейчас ему 56 лет.
