Madsen je optužen da je ubio švedsku reporterku Kim Wall nakon što mu se pridružila na putovanju u podmornici, koju je sam dizajnirao i izradio, kako bi napisala članak.

Istraga je počela kada su dijelovi njezina tijela počeli isplivavati na obalu. Otkriveno je da je izbodena najmanje 15 puta. S obzirom na to da još nisu pronađeni svi dijelovi tijela, teško je ustvrditi koji je točno uzrok smrti.

Peter Madsen u svom je računalu imao inkriminirajući materijal, još jedan dokaz koji ga povezuje s ubojstvom za koje je optužen i za koje mu se sudi.

Snimke u računalu pokazivale su prizore kako udaviti ženu, posvjedočili su na sudu istražitelji koji su pregledali tvrdi disk izumiteljeva računala.

Madsen je isprva tvrdio da nema veze s njezinom smrću jer ju je ostavio u luci između Malmoa i Kopenhagena, a potom je promijenio priču kazavši da je umrla na brodu nakon što joj je na glavu pao dio iz podmornice. Tvrdio je da je tijelo potom bacio u more.

U posljednjoj fazi istrage tužitelji su u računalu Petera Madsena u njegovoj radionici otkrili videa obezglavljivanja i davljenja žena, za koja 'pretpostavljaju da su realna'.

Međutim on tvrdi da to računalo nije njegovo te da ga je koristilo nekoliko njegovih zaposlenika.

'To je laboratorijski alat i svi u laboratoriju ga koriste', rekao je u svoju obranu Madsen.

Premda je Madsen izmislio nekoliko priča nakon što je policija pronašla novinarkino raskomadano tijelo u moru, jedna od posljednjih verzija koju je smislio bila je da je Kim Wall umrla nesretnim slučajem nakon što ju je udario poklopac na otvoru podmornice.

Odvjetnici poduzetnika tvrdili su da je Madsen držao teški poklopac, no nesretnim slučajem je izgubio kontrolu, poklopac je pao i usmrtio novinarku.