衝突過程中，張彥文一度對性侵一事感到懊悔、自責，並希望二人能復合，但女友對張恐怖情人的行徑無法接受，不願原諒，自認深情付出的張，因此萌生先殺害女友再自殺的念頭。之後，張彥文上網搜尋刀械相關訊息，買了一把與捷運殺手鄭捷犯案同款的鈦鋼刀，並經常前往女友住處附近觀察她的作息，結果竟見一名男子接送，當下晴天霹靂，認定女友已移情別戀。
案發前一天，張彥文寫下2封遺書，其中一封開頭寫道：「給這輩子最最最愛的老婆○○○」，內容則引用藝人周杰倫〈回到過去〉的歌詞：「妳的身影失去平衡慢慢下沉／黑暗已在空中盤旋／該往哪我看不見…想回到過去／試著把妳抱在懷裡／羞怯的臉帶有一點稚氣／想看妳看的世界／想在妳夢的畫面。」最後署名「張彥文愛○○○FOREVER」，還寫道：「對不起！真的，對不起大家！」
另一封「致所有人」的遺書，他則詳述與女友交往的經過、對過往時光的眷念，並向朋友、家人及房東表示感謝及歉意，寫下：「我都原諒妳，因為我要娶妳，妳再不好，都是我的，都是我的，好想回到過去，再好好愛妳一次。」文末除了以「張彥文&○○○絕筆」署名，並附記：「一人做事一人擔，我養的公主自己娶，一命償一命，請不要怪任何其他人！」
2014年9月22日清晨，張攜帶鈦鋼刀和二封遺書，前往女友住處前埋伏，等她出現便一路尾隨，接著突然摟住她的肩膀說：「我手上有刀，妳不要輕舉妄動，我要自殺了，今天是我人生最後一天，我想跟妳當最後一天的男女朋友，求妳不要破壞我的夢想，不然我怕我會跟妳同歸於盡！」
女友被張彥文的舉動嚇得尖叫，並奮力推開他，張則拔出鋼刀朝她的左頸揮砍，還一邊痛罵：「妳知道我是用生命愛妳嗎？妳竟然騙我，才分手一個禮拜，就連續2天跟男生出去約會，為什麼要這樣對我？」說完繼續朝女友頭頸部、胸部、腹部和四肢砍殺，造成她全身共47道銳利血痕，多達6處以上的致命傷，最終失血過多當場死亡。
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