Nhiều tháng liền, hàng chục trinh sát ngày đêm túc trực ở các BV Từ Dũ, Hùng Vương, Trưng Vương, Gia Định… để theo dõi hoạt động, hành tung của các nghi can. Trong vai chạy xe ôm, hành nghề dạo trong BV… các nghi can tạo thành mạng lưới chằng chịt, khép kín, tìm mua trẻ sơ sinh rồi cung cấp cho các ông, bà trùm bán lại cho những gia đình hiếm muộn ở TP.HCM, các tỉnh thành miền Tây, Đông Nam bộ hoặc bán sang Trung Quốc. Ở phía bắc, Hằng được xem là đầu mối lớn thu gom trẻ sơ sinh từ TP.HCM do Lan, Thương cung cấp để bán qua Trung Quốc. Tuy nhiên, không ít lần trinh sát đã mất dấu do bọn chúng giao dịch khép kín, dùng thủ đoạn tinh vi.
Ngày 27.2.2014, trinh sát nhận được thông tin Quỳ, Viễn gạ được chị V.T.K.Tr (26 tuổi, quê Quảng Ngãi) bán một bé gái sơ sinh cho Lan với giá 7 triệu đồng và Lan thông báo cho Thương tìm người mua… Vụ mua bán sẽ diễn ra chớp nhoáng trước cổng BV Nhi đồng 1 (Q.10). Lập tức, hàng chục trinh sát mai phục xung quanh BV chờ lệnh. Đúng 17 giờ cùng ngày, khi Quỳ, Viễn cùng chị Tr. mang đứa bé đến bán cho Lan thì trinh sát ập đến bắt quả tang. Từ lời khai của các nghi can, lần lượt Thương, Phương, Nhân… bị bắt.