Nhận được tin báo từ quần chúng nhân dân, Công an tỉnh Bắc Giang, dưới sự chỉ đạo của Ban Giám đốc Công an tỉnh, trực tiếp là Đại tá Nguyễn Văn Dư- Phó giám đốc Công an tỉnh, Phòng CSĐT tội phạm về trật tự xã hội đã cùng các phòng nghiệp vụ của Công an tỉnh, Công an thành phố Bắc Giang phối hợp với Viện Khoa học hình sự – Bộ Công an nhanh chóng đến hiện trường. Xác định đây là vụ án giết người, cướp tài sản đặc biệt nghiêm trọng, nên Công an tỉnh Bắc Giang đã xác lập chuyên án truy tìm hung thủ.
Với quyết tâm phải tìm ra thủ phạm của vụ án trong thời gian sớm nhất để xử lí nghiêm minh theo quy định của pháp luật, giải tỏa những tâm lý hoang mang, lo sợ của người dân trong vùng, Ban chuyên án đã phải thành lập ngay 6 tổ công tác đi xác minh, truy bắt đối tượng ở các tỉnh như: Lạng Sơn, Hải Phòng, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hóa và các huyện, thành phố trong tỉnh. Bằng các biện pháp nghiệp vụ, Ban chuyên án kết hợp với các mũi trinh sát đã phát hiện nơi trú ẩn của kẻ sát nhân. Tại nhà trọ ở phường Trung Sơn, thị xã Sầm Sơn, tỉnh Thanh Hóa, hung thủ đã sa lưới pháp luật.