2006년 7월 21일 오후 평소 친하게 지내던 전 직장 동료들과 술자리를 가진 후 이들 모두 7월 22일 오전 0시 18분 경 경기도 파주시에 위치한 동료의 집에 도착하였으나 불과 12분 후인 0시 30분 경 정 씨는 아파트 복도 8층 창문에서 추락해 사망하였다.
당시 함께 있었던 일행은 핸드백 등 소지품을 모두 놓고 밖으로 나가기에 담배를 피우러 나간 줄 알았는데 시간이 지나도 돌아오지 않아 예전 남자친구를 만나러 간 줄 알았다고 말하며 사건 다음날에 경찰을 통해 정 씨의 사망사실을 알게 되었다고 진술해 경찰은 정 씨가 8층 복도 창문을 통해 스스로 뛰어내린 것으로 판단, 자살사건으로 종결하였다.
그러나 정 씨의 모친인 김 씨는 딸의 죽음이 자살이 아닌 타살임을 주장하였다. 국과수 부검결과 ‘높은 곳에서 떨어져 장기 손상으로 인한 사망으로 사료되나 사망하기 전 누군가에게 가해를 당했음을 의심할 정도의 흔적들이 인정된다.'는 점과 투신했다는 아파트 복도 창문에서 정 씨의 지문이 발견되지 않았고 정 씨를 찾으러 나가는 엘리베이터 안에서 일행들이 벽에 머리를 찧거나 자신의 손을 물끄러미 들여다보는 등의 이상행동을 한 점 등을 들어 김 씨는 사건의 재수사를 요청하였다.
그 후 경찰은 2011년 8월부터 수사가 재개한다. 경찰은 2011년 12월 '정경아 사건'을 장장 4개월이 넘는 수사 끝에 살인사건으로 입건, 故 정경아 사망 당시 함께 있었던 배씨 등 3명을 살인죄로 불구속 입건하고 2011년 12월 28일 해당사건을 의정부지방검찰청 고양지청으로 송치한다.