Odkrycia zwłok dokonano w pobliżu białoruskiej stolicy; ciało kobiety było owinięte w folię i przykryte mchem. Poszukiwania zaginionej biegaczki trwały od kilkunastu dni. Pod koniec października, po oględzinach miejsca zamieszkania i samochodu należącego do Bałykiny, śledczy stwierdzili, że zebrane materiały wskazują na popełnienie morderstwa. Na początku listopada zatrzymano mężczyznę o imieniu Dmitrij, któremu postawiono zarzut zabójstwa. Były chłopak lekkoatletki stwierdził, że nie pamięta miejsca, gdzie ukrył ciało. Na igrzyskach w Londynie w 2012 roku Bałykina (urodziła się w Mongolii, potem mieszkała na Ukrainie) startowała w biegu na 100 metrów i w sztafecie 4x100 m. W kolejnym roku została zdyskwalifikowana na dwa lata za stosowanie niedozwolonego wspomagania. Ostatnio pracowała jako trenerka.