2005年1月10日，山东省临沭县第二中学高一学生高婷（化名）失踪。
2005年1月14日，高婷父亲正式报案。
2005年2月11日，山东省临沭县第二中学新校校区宿管科清扫工李贞梅打扫教学楼三楼的一间洗刷间时，发现一具女尸并报案。经公安机关确认，该女尸为该校学生高婷。公安机关侦查后认为，该校高一学生张志超为这起强奸杀人案的犯罪嫌疑人。
2005年2月12日深夜，张志超在家中被警方带走，并被刑事拘留。
2005年2月26日，不满16周岁的张志超被逮捕。
2006年1月16日，山东省临沂市人民检察院对张志超和同案包庇嫌犯王广超提起公诉。
2006年2月20日，山东省临沂市中级人民法院审理了此案。庭审时，张志超和王广超对公诉人的指控均未作辩解。
2006年3月3日，山东省临沂市中级人民法院一审以强奸罪判处张志超无期徒刑，剥夺政治权利终身；以包庇罪判处王广超有期徒刑三年，缓刑三年。一审判决后，张志超、王广超均未上诉。
2011年夏，张志超在狱中告诉母亲马玉萍，自己没有作案，让其给自己找律师申诉。马玉萍开始为张志超申诉。
2012年3月19日，山东省临沂市中级人民法院以“本案事实清楚，证据确实、充分”为由，驳回申诉。
2012年11月12日，山东省高级人民法院以“无证据证实申诉人张志超在公安机关所作的有罪供述系刑讯逼供所得，张志超作有罪供述时所述的情节，非本人作案不可能知晓”为由，驳回申诉。
2013年年底，马玉萍找到北京市尚权律师事务所，请求该所律师代理张志超申诉案。该所律师陈泓宇、张雨找到在浙江宁波打工的王广超，王广超告知其没有包庇张志超，有罪供述系被刑讯逼供形成。
2014年，临沂市人民检察院就张志超作出《刑事申诉复查通知书》，驳回申诉。
2014年5月，张志超案被纳入由中国政法大学刑事法律援助研究中心与尚权律师事务所共同发起的“蒙冤者援助计划”的首批五个案件之一。
2014年秋，北京市大禹律师事务所律师李逊接受委托，为张志超案的申诉提供免费法律援助。他辗转北京、临沭、淄博多地，调查现场，会见当事人，并向最高人民法院立案庭再次提交申诉意见。
2015年5月、6月，《中国青年报》《南方周末》《民主与法制》杂志、凤凰卫视等多家媒体报道张志超案，张志超案引起舆论广泛关注。
2015年10月22日下午，中国政法大学公共决策研究中心蓟门决策论坛第92期“冤狱平反的障碍及其克服——从聂树斌案、张志超案谈起”，著名法学学者陈永生、李奋飞、徐昕、李轩、吴洪淇及知名刑辩律师朱明勇、毛立新、李逊等一起研讨张志超案。
2015年10月底，山东省人民检察院对张志超强奸杀人案立案复查，当时告知马玉萍，复查期是6个月。
2016年年初，北京京师律师事务所律师王殿学接受委托，为张志超案的申诉提供免费法律援助。
2016年4月25日，最高人民法院对张志超案进行了第一次视频接访。
2016年4月27日下午，“完善刑事案件申诉启动程序高端论坛——以山东省张志超案件为例”研讨会召开，法学泰斗陈光中，知名法学家陈卫东、张建伟、陈永生、李奋飞、李轩、杨雄、张佳华，知名刑辩律师李逊、王殿学、毛立新、王誓华，法医王鹏等人，再次研讨张志超案。
2016年4月底，山东省检察院告知马玉萍，因案情重大复杂，复查延期3个月。7月中旬，复查再次延期。
2016年6月，上海东方卫视报道张志超案。
2016年12月，最高人民法院对张志超案进行了第二次视频接访。其间，最高人民法院调取张志超案的卷宗，并进行审查。
2017年3月“两会”期间，全国政协委员、南开大学法学院侯欣一教授就张志超案向最高人民法院提出意见。
2017年4月27日，山东省检察院决定对张志超案中止审查。
2017年5月2日，最高人民法院第三次对张志超案进行了视频接访，并决定对张志超案正式立案审查。此后，最高人民法院办案法官曾到山东临沭实地调查，询问证人，并到淄博鲁中监狱会见张志超。
2017年5、6月，《中国青年报》《法律与生活》《华商报》、澎湃新闻、界面新闻、财经等媒体再次集中报道张志超案。
2017年11月16日，最高人民法院对张志超案作出再审决定书：经审查后认为，原审判决认定张志超强奸致人死亡、王广超包庇的事实不清，主要证据之间存在矛盾，决定指令山东省高级人民法院另行组成合议庭对此案进行再审。
2018年2月8日，山东省高级人民法院依法组成合议庭，对张志超强奸、王广超包庇一案再审。
2018年3月，北京京师律师事务所律师刘志民和王朝勇为王广超提供免费法律援助。
2018年5月、8月和11月，山东省高级人民法院组成合议庭，三次对张志超案延长审限。
2019年2月、5月和8月，山东省高级人民法院三次对张志超案延长审限。
2019年10月12日，山东省高级人民法院在淄博市鲁中监狱召开庭前会议，确定了管辖、回避等问题，同时收取了新证据，表示将尽快排期开庭。
2019年12月5日，山东省高级人民法院在淄博中级人民法院开庭审理张志超案，检辩双方均认为张志超案应改判无罪。
2020年1月13日，山东省高级人民法院在淄博中级人民法院开庭宣判：张志超、王广超无罪。
