Az ügyben az elmúlt három évtizedben több mint tízezer embert hallgattak ki. Százharmincnégy ember állította, hogy ő volt a gyilkos, de mind csak hírnevet akart szerezni magának, az ügy máig megoldatlan.

A nyomozást eddig vezető ügyész Kerstin Sharp volt, de ő hamarosan nyugdíjba megy. Petersson előtt gigászi feladat áll, ugyanis az ügyben eddig 250 folyóméternyi irat halmozódott fel.

Petersson vezette a nyomozást Anna Lindh néhai külügyminiszter 2003-as meggyilkolása ügyében, sikerrel, valamint ő derítette fel "a lézeres gyilkos" kilétét. A "lézeres gyilkos" volt a gúnyneve John Ausoniusnak, aki a kilencvenes évek elején bevándorlókra "vadászott": 11 emberre lőtt rá, közülük többre lézeres célzóberendezéssel ellátott lőfegyverrel. Áldozatai közül egy halt meg. Ausonius életfogytig tartó börtönbüntetést kapott. Petersson sikeres munkát végzett több olyan ügyben is, amely a szervezett bűnözés kategóriájába tartozik.

A Palme-gyilkosság ügyében vádat csak egyetlen gyanúsított ellen emeltek, a most kinevezett ügyészéhez nagyon hasonló nevű Christer Pettersson kisstílű bűnöző ellen, miután Palme felesége azonosította őt tettesként. 1988-ban kimondták bűnösségét, de később bizonyítékok hiányában felmentették, legfőképp azért, mert nem került elő a gyilkos fegyver. Petterssonra 2004 szeptemberében súlyos fejsérülésekkel, eszméletlenül találtak, nem sokkal később meghalt, de sérüléseinek okozója azóta sem ismert.

A Palme-ügyben az egy helyben topogó vizsgálat rengeteg összeesküvés-elmélet alapjául szolgált, főként azért, mert a kormányfőnek számos ellensége lehetett. Kritizálta a vietnami háborút, elítélte a dél-afrikai apartheidet, támogatta a Palesztinai Felszabadítási Szervezetet, többször találkozott a kubai forradalmár Fidel Castróval, s hazájában sokan Moszkva-barátnak tartották.

Olof Palme két alkalommal, 1969-1976-ig, majd 1982-1986-ig volt Svédország miniszterelnöke. 1986. február 28-án éjjel Stockholmban lett merénylet áldozata.