張嘉瑤當時是一名服役中的現役軍人,當時在2002年7月10日仍在服義務役並在部隊之外休假(於2002年7月11日晚上十二時退伍)。
他與蔡姓前室友是朋友,透過蔡姓前室友認識了28歲陳女。他得知陳女在高雄市三民區自由一路59巷24號三樓獨自居住。
張嘉瑤因為積欠地下錢莊債務,必須還清債務。因此,他打算以強暴方式迫使陳女交出財物,計劃攜帶他的草綠色內褲以及他在2001年7月10日凌晨在高雄市某超商購買的一捲棕色膠帶和一只NIKE牌藍黑色相間的背包(下稱NIKE牌背包)。
在2002年7月10日凌晨1:15分左右,他騎著機車到達高雄市三民區自由一路59巷24號,他看到陳女的房間燈亮,確認他在房間裡面。他按了門鈴,假稱是蔡姓前室友有事前來拜訪,還說蔡姓前室友出去買東西了。這讓陳女沒有警覺,他下樓打開大門,讓張嘉瑤進入了高雄市三民區自由一路59巷24號的一樓。
張嘉瑤在進入一樓時看到陳女正在打電話給蔡姓前室友,他向陳女表示蔡姓前室友的電話沒有接通。張嘉瑤擔心事情敗露,便開始行動。他左手掩住陳女的嘴巴,以防止陳女尖叫並企圖制伏他。但陳女反咬張嘉瑤的左手拇指、小指、手背和手掌,企圖反抗。張嘉瑤見狀,立刻用右手狠狠地揮拳打了陳女的臉三到四下,並且抓住陳女的頭部後腦勺推他的頭撞在牆上,讓陳女無法強烈反抗。
之後,張嘉瑤用棕色膠帶把陳女的雙手和小腿纏繞綑綁,並且把他的草綠色內褲放在陳女的嘴巴上,再用膠帶固定住,以防止陳女呼喊求救。
張嘉瑤的強暴行為致使陳女受傷,包括輕度蜘蛛網膜下腔出血、眼球出血、右前額部瘀傷、左眼眶部約9×6公分之瘀傷、左下眶處數條裂傷(最長為3.2公分)、右眼眶部約10×7公分之瘀傷、右眉尾部位約2.2×0.5公分之裂傷、鼻部瘀傷、右鼻外側部約2.3×0.3公分之裂傷、鼻腔出血、嘴唇部位多處表皮擦傷、腔粘膜層出血、上下牙齦出血、右下頷側門脫落、前頸部多處擦傷、左上胸小擦傷、右下腹部約4.5×3.5公分之瘀傷、右上肢之後肘部約4×2.5公分之挫傷、右後肘部約1.5×1公分之擦傷、右上臂瘀傷、大前臂後部擦傷(最長為4公分)、左上肢後肘部多處瘀傷、左前臂後部多處瘀傷、右下肢前膝部擦傷、右小腿前部瘀傷、右足背部瘀傷、左下肢前膝部擦傷和瘀傷、左足背部瘀傷等傷害,因為雙手、雙腳被綑綁而無法抵抗。
接著,張嘉瑤將無法抗拒的陳女從一樓抱到三樓陳女租屋的臥室內,並將他放在浴室門前的地板上。張嘉瑤撕開纏繞在陳女口部的膠帶,詢問他的提款卡密碼,陳女告訴他他的彰化銀行苓雅分行金融卡密碼,並說皮包裡還有新台幣一千元。問完後,張嘉瑤明知道陳女口鼻都在流血,並知道口鼻是人體的重要呼吸器官,如果封住陳女的口鼻,他將無法呼吸。因為陳女的雙手和雙腳都被膠帶緊緊地綁住了,動彈不得,無法解除口鼻被封住而無法呼吸的狀況。張嘉瑤竟萌生殺害陳女的想法,將先前用於防止陳女發出聲音的草綠色內褲覆蓋在陳女的口鼻和頸部上,然後用之前提到的棕色膠帶纏繞陳女的口鼻多圈,使他的口鼻都被封住,呼吸受阻而陷入無法呼吸的狀態。
張嘉瑤看見陳女只穿著無袖上衣和短褲,且由於雙手雙腳被強力捆綁,無法抵抗,於是萌生淫念,將陳女的短褲和內褲脫到小腿部,用不明器物插入陳女的肛門,進行了強制性行為。
在張嘉瑤搜刮財物後,陳女因遭封塞口鼻而無法呼吸窒息身亡,張嘉瑤察覺後將陳女的屍體放進臥室的浴缸中並反鎖浴室門,並帶走陳女的皮包和背包。皮包內包含了一千元現金、陳女的彰銀金融卡、郵局自動提款卡、駕照、保險證、掛號證、校友證、借閱證等證件,還有幾張信用卡和紀錄卡。背包內則包含了陳女的手機、耳機、課本、計算機、筆盒、面紙、鑰匙等物品。之後,張嘉瑤騎機車前往位於三民區博愛一路的合庫三民分行,使用陳女的彰銀金融卡在自動提款機取出現金共計一萬元。其中,分別在7月10日凌晨2時26分06秒和2時26分43秒,兩次從自動提款機提領了各五千元現金。
張嘉瑤隨後騎車攜帶著抢劫所得,前往高雄市三民區南台路195巷10-23號的「新樓中樓」大樓十樓探訪朋友。除了保留一千元現金、陳女的彰銀金融卡、郵局自動提款卡和行動電話之外,他將其他物品都放進陳女的藍色背包,然後將背包一併扔進「新樓中樓」大樓十樓樓梯間的垃圾桶內。之後,張嘉瑤在同一天晚上入住高雄市的固興飯店,於當天中午12點左右退房,之後於下午4點左右返回部隊。
7月10日下午2:00許,在「新樓中樓」大樓的清潔工吳明珠於十樓樓梯間的垃圾桶內發現了被張嘉瑤丟棄的陳女的藍色背包。吳明珠將背包轉交給該大樓的管理員謝天慶,而謝天慶則根據背包中的機車保險證查出陳女的家庭電話,通知陳女的父親前來領取。然而,陳女的父親在領取背包後無法與陳女聯絡,因此他於同日晚上十時許和房東一同前往陳女的租屋處開門進入,但是發現陳女已經遭到殺害,於是立即報警。警方調閱「新樓中樓」大樓的監視錄影帶,並根據7月12日凌晨1:00許所獲得的可疑男子照片,調查張嘉瑤於該日在十樓探訪友人的情況。警方發現張嘉瑤涉嫌重大罪行,於是於7月12日下午2:30,在高雄市三民區的「小博士超商」內逮捕了他,從他攜帶的NIKE牌背包內起出陳女的郵局自動提款卡和行動電話,而張嘉瑤從陳女的彰銀金融卡中提領的一萬元現金及強盜所得之一千元則已全部花費完畢。