Liget af den 30-årige tv-vært Viktoria Marinova blev søndag fundet i en park i byen Ruse i det nordlige Bulgarien.
Journalisten var blevet dræbt af slag i hovedet og kvælning, oplyser den regionale anklager i Ruse, Georij Georgiev.
Journalisten havde desuden været udsat for voldtægt, siger landets premierminister, Bojko Borisov.
- Det her er en sag om voldtægt og drab, siger Borisov ifølge nyhedsbureauet AFP.
Marinova arbejdede som undersøgende journalist på en lokal tv-station. Den seneste tid havde hun dækket en sag om mulig korruption i Europa-Parlamentet.
Ifølge politiet er der dog ikke beviser for, at drabet skyldes hendes arbejde.
Den regionale anklager oplyser, at flere af Viktoria Marinovas personlige ejendele var blevet fjernet fra gerningsstedet, herunder hendes mobiltelefon, bilnøgler, briller og noget af hendes tøj.
Komitéen for Beskyttelse af Journalister (CPJ) er "chokeret over det barbariske drab", siger Tom Gibson, der er komitéens repræsentant i EU.
- Bulgarske myndigheder må sætte alle kræfter ind, så politiet kan gennemføre en omfattende efterforskning, og så de ansvarlige kan stilles for en dommer, udtaler Tom Gibson i en pressemeddelelse.
En af Viktoria Marinovas kolleger på tv-stationen TVN beskriver journalisten som "ekstremt disciplineret, ambitiøs og en person med en ekstrem retfærdighedssans".
- Vi er alle i chok, siger kollegaen, der ønsker at være anonym.
Viktoria Marinova efterlader sig et barn.
Tv-værten, der arbejdede på en af de mest populære tv-kanaler i det nordøstlige Bulgarien, er den tredje journalist, der er blevet dræbt i et EU-land det seneste år.
Sidste oktober blev en af Maltas mest kendte undersøgende journalister Daphne Caruana Galizia dræbt af en bilbombe. Og i februar blev den slovakiske journalist Jan Kuciak skudt i sit hjem.
/ritzau/