Varios han sido los elementos que han entrado en el juego en un crimen que conmocionó a la opinión pública. Miguel Carcaño, en sus múltiples versiones sobre el crimen, ha contado que la mataron con diferentes armas homicidas. En su última versión, en la que asegura que fue su hermano el que mató a Marta, señala que éste utilizó un revólver para acabar con la vida de la joven.
Así, según Miguel Carcaño, durante una discusión entre él y su hermano por asuntos económicos (al parecer Miguel había dejado al descubierto la cuenta que ambos tenían para pagar la hipoteca de la casa), Marta se interpuso para que Francisco Javier dejara de agredirle. Entonces, Francisco Javier se revolvió contra Marta y, sacando el revólver que tenía como vigilante de seguridad que era, comenzó a golpearla en la cabeza.
Por tanto, la tercera arma homicida a la que ha aludido Miguel Carcaño ha sido un revólver. Pero también ha dado otras dos:
Arma homicida 1: el cenicero
La primera versión que ofreció Miguel Carcaño de la muerte de Marta contenía que el arma homicida había sido un cenicero. Carcaño aseguró entoces, en febrero de 2009, cuando fue detenido, que golpeó a Marta en la cabeza con un cenicero en el transcurso de una discusión. En aquella ocasión aseguró que habían arrojado el cenicero al río Guadalquivir, pero nunca se encontró. Durante el juicio, Miguel volvió a nombrar al cenicero como arma homicida. El cenicero también apareció en la primera declaración que hizo Samuel al ser detenido: «Miguel me pidió que le ayudara a deshacerse de Marta y a esconder pruebas, como el cenicero con el que la golpeó». Sin embargo, Samuel se desdijo poco después de todo esto, asegurando que no estuvo en ningún momento en la casa (la misma versión que diio en el juicio) y dijo que había confesado por presiones de la Policía. Francisco Javier y su novia María García no han hecho nunca mención al cenicero en sus declaraciones. »El Cuco», en su primera confesión, dijo que él llegó a la casa ya cuando estaban tratando de sacar el cadáver de Marta.
Arma homicida 2: el cable de un alargador
En marzo de 2009, Miguel dio una nueva versión de los hechos, y en esta ocasión era terrorífica. Aseguró que la noche del 24 de enero, él y »El Cuco» (introduce al menor en el momento del crimen) mataron a Marta del Castillo estrangulándola con el cable de un alargador. Nunca hasta entonces se había hablado de esto, y tampoco nunca después de entonces.
La sentencia: el cenicero
La sentencia de la Audiencia Provincial de Sevilla constató como hecho probado que la muerte de Marta se produjo como consecuencia de un golpe proporcionado por un cenicero, tal y como Carcaño señaló en su primera versión. Así, la sentencia señala: «(…) cogió de repente un cenicero de una mesa, situada a su izquierda, y con un movimietno rápido y brusco con gran fuerza golpeó en la sien izquierda a Marta del Castillo, quien cayó al suelo, boca arriba con la cabeza y cara ensangrentadas, debajo de la mesa del ordenador, falleciendo de inmediato».
Móvil del crimen 1: una discusión por celos
En su primera declaración ante la Policía, Miguel sostuvo que mató a Marta durante una discusión por celos. Es la misma versión que dio en el juicio: que estando ambos en la casa de León XIII, comenzaron a discutir porque Marta le dijo que tenía que dejar a Rocío (la chica con la que entonces salía Miguel) y que si no lo hacía le contaría a la joven «que estábamos liados». Sin embargo, el fiscal sostiene que los hechos fueron radicalmente distintos: que Miguel comenzó a agredir a Marta porque ésta se negó a darle un beso. Esta es la versión que acredita la sentencia.
Móvil del crimen 2: la violación
Es un elemento que introdujo Miguel Carcaño en su declaración de marzo de 2009, y en esta nueva versión implicó directamente a »El Cuco». Según él, y tras golpearla varias veces después de haber estado bebiendo alcohol y fumando porros en la casa de León XIII, él y »El Cuco» llevaron a Marta a su dormitorio donde ambos la violaron (mientras uno la violaba y el otro la sujetaba, y viceversa), y después la estrangularon con el cable de un alargador. Los peritos hallaron ADN de »El Cuco» mezclado con ADN de Marta bajo la mesa del ordenador del dormitorio, pero esta prueba no se ha admitido a juicio. Lo cierto es que no hay ninguna prueba concluyente de que esto fuera así. Aunque esta es la imputación del fiscal y la versión de los hechos que se mantienen en el auto de procesamiento, Miguel ha negado ahora este extremo en el juicio. Además, en septiembre de 2009 aseguró que se había inventado la violación para no ser juzgado por un jurado popular.
Móvil del crimen 3: discusión entre los hermanos
La nueva versión de Miguel Carcaño señala que la muerte de Marta se produjo en el transcurso de una discusión por temas de dinero entre hermanos, en la que Marta intentó mediar y finalmente acabó ella siendo agredida y asesinada por el hermano de Miguel, Francisco Javier Delgado.