Dans la soirée du 16 octobre 1984, le corps de Grégory Villemin, âgé de quatre ans, est découvert dans la Vologne, la suite de cette affaire.

L’enfant Grégory Villemin est mort noyé, mains et jambes liées, à Docelles, à sept kilomètres en aval de Lépanges-sur-Vologne, où il vivait avec ses parents, Christine et Jean-Marie Villemin.

Le lendemain, le 17 octobre, une lettre anonyme adressée à Jean-Marie Villemin revendique le crime de Grégory Villemin. « J’espère que tu mourras de chagrin, le chef. Ce n’est pas ton argent qui pourra te redonner ton fils. Voilà ma vengeance, pauvre con », écrit un mystérieux corbeau. Au village, Jean-Marie Villemin est jalousé bien que sa réussite sociale ne soit pas arrogante.

Bernard Laroche, cousin germain de Jean-Marie Villemin, est dénoncé par Muriel, sa belle-soeur de quinze ans. Elle se rétracte, et il clame son innocence, mais il est inculpé du crime par le juge d’instruction d’Épinal, Jean-Michel Lambert, le 5 novembre 1984.

Le 4 février 1985, le juge, contre l’avis du ministère public, libère Bernard Laroche, qui reprend son travail. Le 29 mars, il est abattu d’un coup de fusil par Jean-Marie Villemin qui lui impute l’assassinat de son fils.

La rumeur dans la région laisse entendre que le corbeau et meurtrier de Grégory Villemin pourrait être la mère de Grégory, qui aurait été vue à la Poste la veille du drame. Le 5 juillet 1985, le juge Lambert inculpe Christine Villemin d’assassinat et la place sous mandat de dépôt. Onze jours plus tard, la chambre d’accusation de Nancy, constatant l’absence totale de charges, la libère. Son cas divise radicalement les acteurs de l’affaire, entre ceux qui sont persuadés de son innocence et ceux qui la considèrent coupable. Marguerite Duras, dans un article publié par le quotidien Libération, qualifiera le crime, qu’elle lui attribue, de « sublime, forcément sublime ». Au bout de sept ans d’une enquête qui ne fait apparaître aucun indice l’accusant, Christine Villemin bénéficie d’un non-lieu le 3 février 1993, non-lieu rendu pour “absence totale de charges”, une première en droit pénal (il s’agissait par là de rappeler que le dossier d’instruction était vide de charges contre elle).

L’enquête Grégory Villemin sera l’occasion de tous les dérapages : violations du secret de l’instruction et de la vie privée ; partis-pris de la presse ; manque de précautions des enquêteurs dans la collecte des indices ; indécision des magistrats ; rivalité exacerbée entre la Gendarmerie et le SRPJ ; inexpérience du juge d’instruction. Bien que l’affaire passionne l’opinion publique, le meurtrier n’a jamais pu être identifié.

Début 2003, l’espoir a été relancé par l’analyse de l’ADN présent sur un demi-timbre qui aurait pu conserver la salive du « corbeau ». Les analyses n’ont rien donné. Le 3 février 2003, le dossier du meurtre de Grégory Villemin, non élucidé, est définitivement clos. L’État français est condamné le 28 juin 2004 à verser 35 000 euros d’indemnités pour « faute lourde » à chacun des époux Villemin, qui vivent désormais dans l’Essonne.

Contre l’avis du parquet, la chambre de l’instruction de la cour d’appel de Paris rejette en 2007 la demande de réhabilitation de Jean-Marie Villemin, condamné en 1993 à cinq ans d’emprisonnement pour l’assassinat de son cousin Bernard Laroche, qu’il suspectait d’avoir tué son fils. Jean-Marie Villemin n’a jamais contesté être l’auteur du meurtre de son cousin mais la loi permet à tout condamné de déposer une requête en réhabilitation, ce qu’il avait fait en avril 2005. Il bénéficia automatiquement de sa réhabilitation en décembre 2008.

À la demande des parents de l’enfant, le 9 juillet 2008, le procureur général de la cour d’appel de Dijon a annoncé qu’il requerrait la réouverture de l’instruction judiciaire concernant l’assassinat du garçonnet pour procéder à des tests sur l’ADN, auparavant jugé inexploitable, qui aurait pu être laissé par le « corbeau » sur un timbre. Le 3 décembre 2008, la cour d’appel de Dijon a ordonné la réouverture de l’enquête.

Le jeudi 22 octobre 2009, Le Parisien annonce que l’expertise, réalisée par le laboratoire lyonnais Biomnis (ex-Mérieux), a révélé la présence de deux traces ADN, qui sont celles d’un homme et d’une femme. Ces traces ne sont pas celles des parents de Grégory. Le dossier va être rouvert, et les protagonistes de l’affaire de nouveau entendus.

Le mardi 2 novembre 2009, invitée dans l’émission Les Grandes Gueules sur la radio RMC, Marie-Ange Laroche affirme qu’elle ne s’opposera pas à l’exhumation du corps de son mari Bernard Laroche à des fins d’analyse ADN si cela se révèle nécessaire.

Les analyses ADN faites sur la lettre du corbeau envoyée aux Villemin ne donnent rien. En effet, les traces identifiées ne correspondent à aucun des cent cinquante protagonistes de l’affaire.

Le laboratoire chargé de ces expertises concluait uniquement qu’aucun des profils établis dans le cadre de la présente mission ne ressortait des mélanges présents sur les cordelettes, sur les vêtements et sur les enveloppes en l’absence de corrélation évidente entre les profils de l’ensemble des personnes étudiées avec les mélanges présents sur les scellés, absence de corrélation imputée à une insuffisance de matériel biologique sur les scellés examinés, une perte de matériel biologique sur les vêtements et cordelettes ayant séjourné dans l’eau et la contamination des scellés, beaucoup manipulés par des tiers. En bref, ces scellés n’étaient pas exploitables.

La police scientifique décide d’analyser plus minutieusement les appels téléphoniques passés à la famille. Les époux Villemin demandent cependant une nouvelle analyse ADN, demande sur laquelle la justice doit se prononcer initialement le 30 juin 2010 et qui est reportée au 29 septembre puis au 20 octobre 2010.

Le 20 octobre 2010, Jean-Marie Beney, le procureur général de la cour d’appel de Dijon, ordonne que la justice rouvre l’enquête Grégory Villemin pour « l’analyse du cheveu retrouvé sur le pantalon du petit Grégory », « l’analyse du coeur des cordelettes » ayant servi à l’attacher, « la comparaison des enregistrements des voix du corbeau et les voix des différents protagonistes de l’affaire », «la recherche des traces digitales sur les parties collantes des enveloppes » et « la recherche des traces de foulage sur la lettre de revendication du crime » . Le 16 janvier 2012, “Il n’a pas été possible d’extraire d’ADN du noeud des cordelettes”, annonce le procureur général, Jean-Marie Beney. Le cheveu a, quant à lui, révélé un ADN mitochondrial qui n’a pu être mis en relation avec quiconque.

Marie-Ange Laroche, la veuve de Bernard Laroche, un temps suspecté de l’assassinat du petit Grégory Villemin, a été condamnée à 1 000 euros d’amende avec sursis pour avoir diffamé Etienne Sesmat, premier enquêteur sur l’affaire..

Maître Thierry Moser, avocat des époux Villemin, a déclaré à la presse le 1er septembre 2012 que l’expertise de la voix du corbeau, conservée sur des cassettes audio aujourd’hui numérisées, va bientôt être rendue possible : “Les gendarmes de l’IRCGN, après consultation des techniciens, ont répondu que l’expertise peut être tentée malgré les difficultés de faisabilité”. Il attend désormais de la présidente de la chambre de l’instruction une “ordonnance de commission d’expert” . La nouvelle enquête consisterait à comparer la voix du corbeau avec les enregistrements réalisés par des journalistes lors de reportages sur Grégory Villemin.