2024년 3월 19일, 서울강남경찰서는 오재원을 마약 투약 혐의로 체포해 조사 중이라고 밝혔다. 3월 10일, 함께 있던 여성의 신고로 마약 혐의 조사를 받았으나, 당시에는 음성 판정을 받았다고 한다. 이후 정밀검사 결과를 기다리던 경찰은 추가 투약 단서를 확인하고 체포영장을 발부받아 수사에 나섰다고 한다.
서울 강남경찰서는 20일 마약류관리법 위반 등 혐의로 오재원에 대해 구속영장을 신청했다고 밝혔다. 최초 신고에서 동석한 여성은 "오재원이 졸피뎀과 필로폰을 함께 투약했다"고 여성은 2022년부터 같이 투약했다고 진술했고, 오재원은 조사에서 마약 투약 혐의 중 일부를 인정했다고 한다. 모발 등 국과수의 정밀검사 결과는 1주 뒤 나올 예정이다.
디스패치의 보도에서 위의 추가 투약 단서에 대해 상세하게 설명해두었다. 오재원은 2023년 4월, 지인의 아파트 소화전에 메스암페타민(필로폰)과 주사기를 보관하였는데, 이것이 소방 점검 중 발견되어 경찰이 확보해두었던 상태였다. 오재원은 음성 판정을 받았던 마약 혐의 조사 때는 미리 제모 등을 해서 음성 판정을 받았으나, 해당 조사때 확보한 DNA가 이전에 확보해둔 주사기에 남은 DNA와 일치하여 체포영장을 발급받았다. 또한 야구 선수 시절부터 스틸녹스(졸피뎀)를 오남용했다는 내용도 있다.
서울중앙지검에서 구속영장을 청구함에 따라 3월 21일 오후 4시에 서울중앙지방법원에서 영장실질심사가 열린다. 21일 오후 3시 52분쯤 서울중앙지방법원에 체포된 상태에서 출석한 오재원은 마스크를 쓰고 모자를 눌러쓴 채 포승줄에 묶인 상태에서 밖으로 나와서 취재진과 마주했으나, 기자들의 질문에 묵묵부답으로 법원에 입장했다. 이후 영장실질심사를 받던 도중 갑작스럽게 졸도로 쓰러져 구급대원이 출동하는 소동이 벌어졌다고 한다. 그러나 대다수의 여론 반응은 이선균 사망 사건에 따른 낮아진 강도의 심문을 이용해 고의적으로 쓰러지는 척 연기한 것이 아니냐는 의심의 반응이다. 그와 별개로 구속 영장 발부 여부는 22일 이내로 결정될 예정이라고 한다.
