警惕。而段義和和陳志卻加快了殺害她的步驟。在準備好萬無一失的遙控爆炸裝置後，一天，陳志給柳海平打電話，說她的車是公安內部牌照，要將她的車拿到公安局去審查，辦理相關行車手續。柳海平絲毫沒有懷疑，讓他過來拿了車。陳志藉此機會將爆炸裝置安放在柳海平的汽車油箱裡。
一切準備就緒，炎熱的夏天已將濟南變成一個火爐。看到市區溫度達到38度，有車輛自燃的報道後，陳志決定動手了。他經常跟蹤在柳海平車後，尋找時機下手。2007年7月9日下午，陳志悄悄乘車尾隨開著藍色思域轎車的柳海平下班回家。在路經建設中路招商銀行附近時，柳海平的汽車突然和一輛計程車發生刮擦。這正是一個製造兩車刮擦引發油箱自燃爆炸的絕佳時機，陳志悄無聲息地按動了手中的遙控裝置。17時34分，柳海平的汽車發生了振聾發聵的爆炸！
然而，讓陳志萬萬沒有想到的是，他當初只是想讓微量炸藥引爆汽車油箱，造成汽車油箱自燃的假象，可誰知他安放的炸藥過量，而且由於思域車油箱封閉性良好，這就使得油箱猶如一個巨型炸彈，將柳海平及其私家車炸得支離破碎，大大超出了陳志的預期。這點疏漏，為日後警方的迅速破案留下了線索。
在爆炸案中，與柳海平的車有過摩擦的計程車車司機只受了燒傷，頭髮燒沒了，被送往醫院後脫離了生命危險。因為柳海平的汽車爆炸是從她的座位底下起爆的，因此才將她炸得四分五裂。而計程車車是捷達車，鋼板比較厚，因此炸彈衝擊力並沒有奪去計程車司機的性命。
鬧市裡竟然發生如此驚天動地的爆炸案，案件立即引起了中央有關領導的高度重視，有關領導指示要限期破案。按照慣例，這種發生在市區的汽車爆炸案都會由陳志來做鑑定，陳志本來也希望在由他做現場鑑定時，做下手腳。可誰知，公安部在得知案情重大後，成立了專案組特地奔赴濟南獨立調查爆炸案。陳志再無用武之地，預感到風暴將至的他趕忙潛逃。然而，天網恢恢，專案組很快鎖定陳志為兇手，並在青島將其抓獲。這時，幕後主謀段義和浮出了水面。7月13日上午，段義和被專案組傳訊。在專案組強有力的攻勢下，段義和終於招架不住，交代了與柳海平13年的婚外情和殺害她的事實。據調查，隨後，段義和還向專案組供述了自己受賄的罪行。後來，專案組在柳海平的住處，發現了他受賄貪汙的近百萬現金和財物。
案件真相大白後，在濟南市民中造成了極壞影響。人們沒想到這起爆炸案的背後竟有如此不堪的內幕，對段義和的墮落深感震驚。有誰能夠想到這個外表樸實謙和、很有工作魅力的副省級高官居然如此兇殘、知法犯法。其後，段義和牽發出來的經濟問題更加重了他的罪孽。因段義和是全國人大代表、濟南市人大主任，山東省濟南市人大常委會在2007年7月16日召開會議，投票決定罷免市人大常委會主任段義和的第十屆全國人民代表大會代表職務，報全國人民代表大會常務委員會備案，段義和濟南市人大常委會主任職務相應撤銷。大會同時通報了段義和長期包養情婦、並有涉嫌爆炸殺人嚴重犯罪問題需要進一步調查。中共山東省委作出決定，開除段義和黨籍、公職，並向社會通報了段義和的罪行。
段義和被依法逮捕後，有關方面指定山東省淄博市中級人民法院審理段義和殺人案。2007年8月6日，山東省淄博市中級人民法院一審公開開庭審理此案，並於8月9日作出一審判決，認定段義和犯爆炸罪，判處死刑，剝奪政治權利終身；犯受賄罪判處有期徒刑15年；犯鉅額財產來源不明罪，判處有期徒刑2年，決定執行死刑，剝奪政治權利終身。認定陳志犯爆炸罪，判處死刑，剝奪政治權利終身。
一審宣判時，在聽到死刑判決後，段義和臉色霎時變白，在法庭上大聲說“我不服”。
據法官介紹，段義和不服死刑判決的原因有二：一是他自稱沒有讓其侄女婿陳志將其情婦柳海平殺死，而只是讓他“教訓一下”。陳志之所以將柳海平殺死，是為了“討好我”；二是段義和自稱有自首和立功表現，而法院沒有給予認定。
段義和說的“自首”，是他被紀委“雙規”後兩小時，就坦白交代了僱兇殺人的全部事實。而立功，是指段義和在“雙規”階段，交代了行賄、受賄問題。
一審宣判後，段義和、陳志、陳常兵均不服，提出上訴。山東省高階人民法院於8月23日二審公開開庭審理，作出刑事裁定，駁回段義和、陳志的上訴，維持原判，並依法報請最高人民法院核准。
最高人民法