Per gli investigatori, si tratta di un delitto premeditato: Sorgiovanni è considerato un «soldato» dei Ruga e nel maggio 2015 avrebbe avvicinato la vittima per chiarire la vicenda della relazione.
Pileggi fu ucciso con 5 colpi d'arma da fuoco calibro 45, che lo raggiunsero al torace e all'addome mentre si trovava a bordo della sua auto in sosta nei pressi della palestra che frequentava. Sorgiovanni è stato arrestato in esecuzione di un'ordinanza di custodia cautelare in carcere emessa dal gip Domenico Armaleo.