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재결합 후 황주연은 정작 “다른 사람과 결혼하고 싶다”며 A씨에게 이혼을 요구했다. 황주연은 결혼 당시였던 2003년부터 이미 다른 여성 D씨와 교제를 하고 있었던 것이다. 결국 A씨도 황주연의 요구에 따라 협의이혼했다.
하지만 황주연이 유부남이었던 사실을 몰랐던 내연 관계의 D씨는, 황주연이 유부남이었다는 사실을 고백하자 충격을 받고 곧장 이별을 통보했다. 황주연은 이별 통보에 D씨를 스토킹하며 괴롭혔다. 하지만 D씨의 완강한 태도에 재회는 불발됐다.
결국 계속된 황주연의 집착에 A씨는 황주연과 연락을 했다. 황주연은 당시 초등학생이던 딸을 데리고 가라며 A씨와 6월 17일 고속버스터미널에서 만나기로 약속했다. 하지만 황주연은 애초부터 A씨를 살해할 계획이었다.
황주연은 딸을 태우고 지하주차장에 차를 댔다. 황주연은 조수석에 딸을 남겨둔 채 가발을 쓰고 흉기를 소지한 채 차를 나섰다. 전처 A씨는 당시 교제하던 B씨와 함께 현장에 미리 나와있었다.
행방이 묘연했던 황주연은 다음날 서울 신도림역 역사에서 매형에게 전화를 걸어 “딸을 챙겨달라”고 전화했다. 이후 영등포역에서 지하철을 타는 모습과 강남역을 빠져나가는 모습이 CCTV에 포착됐다. 또 사당역에서 지하철을 타고 삼각지역에서 하차하는 모습, 삼각지역에서 승차해 범계역에서 하차하는 모습도 CCTV로 확인됐다.
그 이후 밝혀진 황주연의 행적인 약 3주가량 지난 2008년 7월 10일이었다. 황주연이 서울 방배동 소재 한 PC방에서 농기계 사이트에 접속한 흔적이 발견된 것이다. 그 이후 황주연의 행방은 15년 동안 전혀 드러나지 않고 있다.