唐穎恩形容陳彥霖當天在警署行徑奇怪，好像瘋了，但陳彥霖事後稱對事件沒有印象。
陳彥霖外公何潤來作證，去年9月18日晚，即陳彥霖屍體發現前幾天，陳彥霖行為反常，整晚不斷重複撿拾東西，又稱有人在她耳邊不停說話。
專家證人、精神科醫生何美怡撰寫的專家報告指，陳彥霖生父近十年曾至少五次因為思覺失調入住青山醫院，她指出，如果父母其中一方患有思覺失調，子女比正常人風患病風險較高。
她在庭上作供時稱，當陳彥霖去年出現語無倫次、思緒混亂的情況，可能是首次出現思覺失調，而吸食大麻可能誘發思覺失調或令一個會游泳的人突然不諳水性。
庭上證人供詞顯示，陳彥霖在反修例活動期間，曾參與派發文宣的工作，但並非前線「勇武」示威者，亦沒有因為反修例事件被捕。母親何姵誼曾接受媒體訪問稱，女兒在7月開始覺得示威運動變質，沒有參與。
但陳彥霖男友、目前在囚的男子伍紹剛則指，陳彥霖曾向他表示，見到有人被警察毆打讓她不開心。有份調查陳彥霖襲警案的警員則指，陳彥霖敵視他們，給人的感覺是不太喜歡警察。
陳彥霖的遺體有何不妥？
香港政府化驗師康佑軒在庭上表示，對陳彥霖屍體化驗時，沒有發現任何有關大麻、精神科藥物或麻醉藥哥羅芳（三氯甲烷）的成份，不過康佑軒承認，哥羅芳有機會在屍體腐化過程中流失。
資深法醫馬宣立以專家證人身分作供時表示，「最令我不安的是沒有資料解釋，讓我知道為何屍體是全裸的」。
馬宣立醫生表示，屍體沒有被性侵的明顯痕跡，並在其左右胸發現分別有550及50毫升的腐爛液體，胃部有10毫升澱粉狀物，他表示情況「稍為古怪」，因為溺水者兩邊胸腔液體份量通常應該相近，胃部也應該有水流入，目前資料顯示陳彥霖身體浸在水中，不肯定是否溺水而死。
另一名法醫李毓樺則作供稱，陳彥霖屍體無表面傷痕，也沒有發現毒物，是用排除法推論她溺水死亡，但無法確定何時下水和為何全裸，所以死因為「不確定」，估計死亡時間是9月19日失蹤當天的24小時之內。
香港水警港口分區第四巡邏小隊警員陳國榮供稱，由於當時屍體全身赤裸，現場指揮官文惠長初步認為死因有可疑。但文惠長之後作供稱，當時屍體沒有可辨飾物及身份證明文件，無法判斷死因有無可疑，他當時沒有為案件定性。
兩名警員表示，在海面搜索時並沒有發現女子的衣物及證物，他們當時認為，屍體可能已浸水一至兩天，加上維多利亞港東部水域繁忙，無法估計死者落水位置。
根據香港知專設計學院去年公開的監控片段，看到陳彥霖9月19日傍晚把財物放在學校，赤腳徘徊了約1小時 ，之後赤腳向將軍澳海濱公園離開，外界一度猜測那兒是否她跳海的地方，但由於該處晚上人流也不算稀少，故引發一些香港媒體質疑，為何她在海邊全裸跳海自殺而沒人發現。
