幻想型杀手在挑选目标时，通常都没有固定的类型，这完全是由其混乱的大脑所决定的。因为大脑总是处于混乱状态，所以幻想型杀手不能离家太远，只能在家的附近杀人，而萨姆索诺娃则直接把杀人地点选在了家里。
2015年7月27日，俄罗斯圣彼得堡南部的住宅区的一名居民在带着狗遛弯时，他的狗发现了一块浴帘包裹着的碎肉。当他走近时，看到了几块骨头，就觉得这可能是鸡骨头之类的食物残渣。但很快他就辨认出了这可能是被肢解后的尸体，因为他看见了人的胳膊、胸脯等。俄罗斯警方在接到报警电话后立刻赶到案发现场并展开调查，还调取了监控录像。
通过监控录像，警方发现了一个可疑的老太太，这名老太太曾多次在夜间使用电梯，还带着4个黑色编织袋，袋子里好像装着什么东西。有一次，老太太的手中还拿着一口煮锅，后来调查证明，这口锅里装着的是被害人的头颅。很快，老太太的身份便被锁定了，她是一名68岁的退休女性塔玛拉·萨姆索诺娃。不久之后，附近的居民就在同一片住宅附近的水塘里发现了一袋碎尸，里面有女性的臀部和大腿等。
经调查，被害人是一名79岁的瘫痪女性，名叫瓦伦蒂娜·乌拉诺娃，是萨姆索诺娃的好友，曾经和萨姆索诺娃居住在一起。由于瘫痪，她受到了萨姆索诺娃不少的照顾，而萨姆索诺娃也承诺过，她会一直照顾乌拉诺娃。
在确定了萨姆索诺娃犯罪嫌疑人的身份后，警方就去抓捕萨姆索诺娃，当时萨姆索诺娃正在家中，她不仅没有慌乱，反而镇定地跟着警察走了。当然，对于这个老年妇女杀手，媒体是不会放过的，所以萨姆索诺娃一出门就遇到了许多记者，她不仅不觉得不光彩，甚至还对着镜头给出了一个邪魅的飞吻，当时的她穿着一件红色的毛衣，一切看起来都显得那么诡异。
在萨姆索诺娃被捕之后，警方在她的住处发现了一把锯子、一把刀子，萨姆索诺娃的卫生间内还散布着大量可疑的血迹。萨姆索诺娃老实交代了自己的杀人事实。当被问到杀人动机时，萨姆索诺娃说，她厌倦了照顾乌拉诺娃，并且抱怨乌拉诺娃甚至无法清洗干净自己用过的茶杯。
后来，公寓的管理人员在萨姆索诺娃居住的房间里发现了一本日记，与其说是日记，倒不如说是杀人记录更合适。在这本日记里，萨姆索诺娃详细记录了杀人的过程，还记录下了被害人的身份、年龄和性别等。这本日记中一共使用了俄语、英语和德语三种语言。从这本日记中可以看出，虽然萨姆索诺娃最近才被抓捕，但她从20世纪90年代就开始杀人了，在20年内一共杀害了13人，其中可能就包括萨姆索诺娃的丈夫在内。
这本日记被警方拿到后，就变成了破案的关键线索。根据公寓管理人员的交代，他是在一本早已绝版的巫术与占星学的书籍中发现这本日记的，而在警方所发现的一袋被肢解的中年男性的尸体中，也发现了几页被撕下的占星学书籍内页，而这几页书恰恰就是从萨姆索诺娃的那本书上撕下来的。
在萨姆索诺娃的日记中，曾经描述了一名有文身的男子，还具体描写了文身的图案和位置。这让警方想起了在2003年发现的一袋碎尸，被害人是一名男性，而且那名男性的腿部就有一个文身，文身的位置和图案与萨姆索诺娃描写的完全吻合。当时，警方就怀疑上了萨姆索诺娃，并且搜查了萨姆索诺娃的屋子，在她的屋子里发现了几张被害男子的名片，但仅仅这点儿证据根本无法对萨姆索诺娃提起诉讼，所以警方只能放过萨姆索诺娃。
萨姆索诺娃的杀人事实被俄罗斯的一家新闻网站公布后，立刻在俄罗斯引起了轰动，在大多数人的心中，这样残忍的连环杀手应该是男性，但没想到居然是一名老年女性。随后，俄罗斯媒体就给她起了一个“芭芭雅嘎”的外号，芭芭雅嘎是斯拉夫人的民间传说中一个流传甚广的女性食人狂魔的名字。英国媒体在播报这个新闻时，则称萨姆索诺娃为“开膛手奶奶”。但在邻居们的眼中，萨姆索诺娃则是“迪米特洛娃大街上的幽灵”。萨姆索诺娃也成功颠覆了慈祥老奶奶的形象，大多数人的外祖母慈爱又善良，而萨姆索诺娃则是一个残忍的连环杀手。
不少邻居都回忆起了萨姆索诺娃那怪异的言行，例如萨姆索诺娃是个典型的昼伏夜出的人，总是在夜晚出来。一位邻居玛丽娜在面对媒体的采访时，则透露出了更多怪异的细节。玛丽娜说，她曾问过萨姆索诺娃：“你的丈夫去哪儿了？”萨姆索诺娃回答说：“说起来真让人觉得伤心。他突然毫无征兆地离开了我，消失不见了。”据说，萨姆索诺娃还曾为丈夫报了人口失踪，在那以后就没有人再见过她的丈夫，就好像人间蒸发了一样。