Aresztowany 5 lutego 2006 r. w kilka godzin po popełnieniu zbrodni 16-letni wówczas Oguzhan Akdin twierdził, że jego czyn był odpowiedzią na publikację karykatury Mahometa w duńskim dzienniku Yyllands-Posten i gazetach europejskich, które ją przedrukowały. Dla wielu komentatorów wyniki policyjnego śledztwa nie są jednak przekonujące. Morderstwo to łączą oni z zabójstwem dziennikarza Hranta Dinka dokonanym 17 stycznia 2006 r. przez innego młodego Turka z Trapezuntu Oguna Samasta. Podejrzewają, że obaj przestępcy mają wspólnego zwierzchnika.
Włoski kapłan przebywał w Turcji od sześciu lat i – jak twierdzi wikariusz apostolski Anatolii, na której terenie znajduje się Trapezunt, abp Luigi Padovese – miał bardzo dobre kontakty z miejscową wspólnotą muzułmańską. 61-letni duchowny zginął od strzału w plecy, prawdopodobnie podczas modlitwy, niedługo po otwarciu kościoła. Jego zabójstwo ostro potępili Parlament Europejski i gubernator Trapezuntu Hüseyin Yavuzdemir.
W czasie pogrzebu ks. Santoro wikariusz papieski dla diecezji rzymskiej kard. Camillo Ruini zapowiedział, że wystąpi o rozpoczęcie jego procesu beatyfikacyjnego. Ponieważ nie uczynił tego do tej pory, przypuszcza się, że chce odczekać pięć lat od jego śmierci, jak nakazuje prawo kościelne.
