平成１６年９月３日（金）午後３時１５分ごろから３５分ごろまでの間に、津山市総社地内（中国自動車道の北側）の自宅において 侑子ちゃんは市内の病院に運ばれたが、約１時間３０分後、死亡が確認された。右胸に３か所の刺し傷があり、県警捜査１課は津山署に捜査本部を設置し、殺人容疑で捜査を始めた。
調べによると、侑子ちゃんは１階の８畳の居間で、うつぶせで倒れていた。白色のブラウスに紺色のスカート姿で衣服に乱れはなく、刺し傷のほかに目立った外傷はなかった。４日に解剖して死因を調べる。室内に物色したり争ったりした跡はなかったという。県警は、傷跡などから凶器は果物ナイフのような刃物とみており、発見を急いでいる。
自宅近くで仕事中の母親（３９）が発見した長女から連絡を受け、１１９番通報した。筒塩さん方は祖母と子ども３人の６人家族で、当時、両親らは外出中だった。
侑子ちゃんは、この日午後２時５０分ごろ、普段通りに友だち数人と下校した。約１・５キロ離れた自宅まで歩いて約３０分かかり、県警は、侑子ちゃんが３時１５分過ぎに帰宅した直後に襲われたとみて、自宅周辺で聞き込み捜査を進めている。
現場はＪＲ姫新線津山駅から北約３キロ離れた住宅街の一角。