Les récentes avancées du dossier sur l’assassinat de Grégory, c’est à la ténacité de ses parents qu’on les doit. Si Christine Villemin reste en retrait de la procédure pour préserver son équilibre, Jean-Marie – d’un commun accord – mène l’enquête pour aider la justice à débusquer les criminels ou à déverrouiller les taiseux, au sein de sa propre famille. En 1993, un non-lieu a blanchi Christine Villemin, mais cela ne leur a pas suffi. De leur point de vue, certains continuent à douter de « la mère » et à embourber les recherches au plus profond de la Vologne. Avant son procès pour le meurtre de Bernard Laroche, Jean-Marie Villemin avait scrupuleusement consigné en fiches les éléments du dossier. La conviction du couple sur l’implication de Bernard Laroche dans l’enlèvement de Grégory est forgée depuis longtemps. Mais on ne peut pas juger un mort, l’action judiciaire s’est éteinte avec lui. Cela n’empêche pas de chercher ses éventuels complices. Selon Jean-Marie Villemin, des gens de son village natal des Vosges et alentour savent des bribes de l’histoire, et au moins une personne connaît les détails du crime. Alors, dans l’ombre, depuis des années, le père de Grégory passe son temps à disséquer les procès-verbaux, à établir des tableaux Excel et des synthèses thématiques pour les magistrats.
Un jour de l’année 1999, Jean-Marie Villemin tombe par hasard sur un article de presse à propos de la résolution, grâce à l’ADN, d’une vieille affaire dans le Midi de la France. Il se renseigne et demande la réouverture du dossier pour faire analyser un demi-timbre sur une lettre du corbeau. « Immense déception », ça ne donne rien. La procédure se referme à nouveau sur cet échec, en 2001.
Quelques années plus tard, à l’été 2005, au détour d’un échange avec l’ancienne journaliste d’Europe 1 Laurence Lacour, qui prépare alors un téléfilm, L’affaire Villemin, les parents apprennent tardivement que Murielle Bolle, fin 1989, s’est confiée à l’ancienne infirmière de Bruyères Jacqueline Golbain, qui avait ensuite rapporté ces confidences en 1993 à la reporter radio : c’est bien Bernard Laroche qui est venu la chercher au collège le soir du crime, le 16 octobre 1984 à 17 heures, et qui est allé récupérer Grégory devant sa maison pour l’emmener à Docelles. Jean-Marie Villemin se met sur la piste de cette femme au nom de jeune fille Talbuis et remariée avec un certain Girod, et finit par retrouver sa trace… Il lui envoie une lettre recommandée.