Bajo la autoridad del juez Juan Eduardo Fuentes Belmar, en 2007 se realizó una investigación sobre el asesinato de Víctor Jara destinada a buscar responsabilidades por el mismo. Se acusó de los hechos a José Paredes, autor confeso de algunos de los disparos (aunque después se retractó), y al coronel retirado Mario Manríquez, que era el responsable del centro de detención, quedando fuera del procesamiento como responsable de la orden del asesinato, señalado por los familiares de Víctor Jara, así como por organizaciones defensoras de los derechos humanos. También fue señalado, por compañeros de cautiverio del músico, el excoronel Edwin Dimter Bianchi, conocido como El Príncipe.
A finales del año 2012 el juez especial de la Corte de Apelaciones de Santiago, Miguel Vásquez, dicta resolución de enjuiciamiento contra los siete militares que en esa fecha estaban a cargo de los prisioneros confinados en el Estadio Chile.
Son encausados como autores del homicidio Pedro Barrientos Núñez y Hugo Sánchez Marmonti y como cómplices Roberto Souper Onfray, Raúl Jofré González, Edwin Dimter Bianchi, Nelson Hasse Mazzei y Luis Bethke Wulf. Pedro Barrientos Núñez fijó en el año 1990 su residencia en Estados Unidos y en el momento de la encausación seguía viviendo en ese país por lo que el juez ordenó la captura internacional.
La descripción de los hechos que hace el auto judicial es la siguiente:
A) Que, el día 11 de septiembre de 1973, a raíz de la asunción del Gobierno Militar de facto, la entonces Universidad Técnica del Estado, fue sitiada por efectivos del regimiento Arica del Ejército de Chile, provenientes de la ciudad de La Serena.B) Que dichas tropas procedieron, el día 12 de septiembre de 1973, previo disparos de proyectiles de diversa naturaleza, a ocupar sus dependencias y a la detención masiva de docentes, alumnos y personal administrativo que se encontraban en el establecimiento educacional; personas que luego fueron trasladadas en buses de locomoción colectiva hasta el entonces Estadio Chile (actual Estadio Víctor Jara), recinto que previamente había sido habilitado como centro de detención, con la coordinación del Comando de Apoyo Administrativo del Ejército de Chile y cuyo resguardo interior fue efectuado igualmente por efectivos provenientes de distintas unidades militares, entre ellos: el regimiento Tejas Verdes (de la ciudad de San Antonio), el regimiento Blindados n.º 2 (de Santiago), el regimiento Esmeralda (de la ciudad de Antofagasta) y el regimiento Maipo (de Valparaíso).C) Que, entre los docentes aprehendidos, se encontraba el cantante popular y también investigador de dicha Universidad, Víctor Lidio Jara Martínez, quien ingresó al Estadio Chile junto con el referido grupo de detenidos, para posteriormente ser ubicado con éstos en las graderías de dicho recinto deportivo.D) Que, durante su detención, Víctor Jara Martínez fue reconocido por el personal militar instalado al interior del Estadio Chile, siendo separado del resto de los prisioneros, para ser llevado a otras dependencias ubicadas en los camarines, ocupadas como salas de interrogatorios y apremios, donde fuera agredido físicamente en forma permanente, por varios Oficiales.E) Que, entre los días 13 y 16 de septiembre de 1973 se desarrollaron interrogatorios a detenidos al interior del Estado Chile, sin que ellos obedecieran a procedimientos judiciales y/o administrativos previos, algunos de los cuales fueron practicados por personal de la Segunda Fiscalía Militar de la época; y, entre otros, fue interrogado Víctor Lidio Jara Martínez.F) Que, el día 16 de septiembre de 1973, se procedió al traslado de todos los detenidos del Estadio Chile, con excepción de Víctor Lidio Jara Martínez y de Littré Quiroga Carvajal, oportunidad en que se dio muerte a Víctor Lidio Jara Martínez, hecho que se produjo a consecuencia de, al menos, 44 impactos de bala, según se precisa en el respectivo informe de autopsia.G) Que, el cadáver de Víctor Lidio Jara Martínez, junto con los cadáveres de otras tres personas más, fue encontrado por pobladores en los días posteriores, en las inmediaciones del Cementerio Metropolitano, en un terreno baldío cercano a la línea férrea, con signos evidentes de haber recibido golpes en el cuerpo y los impactos de bala detallados en el informe de autopsia.
El programa de televisión En la mira transmitió en mayo de 2012 un notable reportaje realizado por los periodistas Luis Narváez y Pedro Azócar: «¿Quién mató a Víctor Jara?», el que, por su gran valor documental, pasó a formar parte del auto de procesamiento. En una entrevista de este documental, Barrientos negó los hechos, afirmando que él nunca ha estado en el Estadio Chile, no conocía el Estadio Chile y «no sabía lo que era el cantante Jara».
