2026년 5월 7일 광주지법에서 열린 구속영장 실질심사에 출석한 장윤기는 기자들의 질문에 대해 "여학생인 걸 알고 한 건 아니다", "계획하지 않았다"며 범행의 계획성을 전면 부인했다.
그는 범행 이틀 전인 5월 3일, 베트남 여성을 스토킹하다 경찰의 경고 메시지를 받자 사용하던 휴대전화를 버리고 공기계로 교체했다. 이를 통해 초기 경찰 조사에서는 강간 목적을 은폐하고 우발적 살인이라고 주장했다.
하지만 검찰이 공기계 휴대전화를 포렌식한 결과, 장윤기가 2019년 고교 1학년 시절부터 동창과 "여고생을 납치하고 싶다", "봉고차로 납치하면 된다"는 대화를 나눈 사실이 확인되었다. 또한 범행 후 와이파이 접속을 통해 '목 치면 기절', '둔기' 등의 단어를 검색한 흔적도 발견되었다.
장윤기는 이후 검찰 조사에서 피해자가 여대생인 줄 알았으며, 나이가 어린 줄 알았으면 범행하지 않았을 것이라고 말을 바꿨다. 결국 경찰의 성범죄 관련성 은폐 의혹이 제기된 후, 그는 6월 13일 재판에서 검찰이 기소한 강간 살인 혐의를 모두 인정했다.
사건 초기에는 범행의 고의성과 계획성을 강하게 부정하며 우발적 범행임을 주장했다.
장윤기가 재판 과정에서 검찰이 기소한 강간살인 혐의를 모두 인정한 구체적인 시점에 대해 보도 매체별로 기록이 엇갈리고 있다.
조선일보(네이트 뉴스)는 성범죄 관련성을 경찰이 조직적으로 은폐한 사실이 드러나자 장윤기가 6월 13일 재판에서 혐의를 모두 인정했다고 보도했다.
한국경제는 경찰의 성범죄 은폐 의혹이 제기된 이후, 장윤기가 7월 13일 재판에서 검찰이 기소한 혐의를 모두 인정했다고 보도했다.