De acuerdo con el Protocolo Nº 1629-2012, Vilca presentaba un balazo en el cráneo, en la región occipital, con una trayectoria de arriba hacia abajo. Los criminales usaron un arma de largo alcance (un fusil).

Según la opinión de los peritos forenses, el agente de la DINOES recibió el disparo cuando se encontraba sentado o recostado, lo que indicaría que los terroristas lo encontraron malherido y lo remataron.

La fecha de la muerte se produjo aproximadamente quince días antes del hallazgo del cuerpo, entre el 14 y 15 de abril. Es decir, más o menos entre dos y tres días después de que su compañero, Luis Astuquillca, lo dejó para buscar ayuda.

Según el diario ‘La República’, la necropsia también determinó que un 90 por ciento del cuerpo de César Vilca se encontraba en proceso de esqueletización, lo que explica el desprendimiento de las extremidades superiores.

También detectó la pérdida de parte de la mandíbula por efecto del proyectil que le fue disparado. El suboficial había desaparecido hace 20 días luego de una emboscada narcoterrorista en Alto Lagunas.