No contexto das investigações sobre o assassinato da vereadora Marielle Franco do PSOL, o nome do senador Flávio Bolsonaro, afiliado ao PL, aparece mencionado no relatório conclusivo da Polícia Federal. Este detalhe foi destacado na coluna de Igor Gadelha no portal Metrópoles. Apesar de não existirem provas que liguem diretamente o senador ao trágico evento, seu nome surge em uma seção do documento.
Esta parte do relatório trata da indicação de Domingos Brazão ao Tribunal de Contas do Estado do Rio de Janeiro (TCE-RJ). Brazão é suspeito de ser um dos mandantes do crime. A referência a Flávio Bolsonaro ocorre devido a uma postagem em uma página de Facebook atribuída a Marielle Franco, datada de outubro de 2017. Esse período é significativo, pois é considerado o momento em que o crime contra a vereadora pode ter sido planejado.