Đúng như nhận định, nhận được thông báo của PC 52 Công an Quảng Nam, PC 52 Công an Bà Rịa – Vũng Tàu đã cử trinh sát rà soát lại địa bàn cũng như thực hiện các biện pháp nghiệp vụ, phát hiện “nhà sư” Nguyễn Đình Dầy có những nét tương đồng với kẻ trốn nã Nguyễn Đình Tâm. Để nắm chắc chứng cứ, PC 52 Bà Rịa – Vũng Tàu tiếp tục bí mật điều tra lai lịch, đồng thời thông báo cho Công an tỉnh Quảng Nam phối hợp nhận dạng.
Sau khi nghiên cứu hồ sơ và cử trinh sát vào xác minh, PC 52 cả hai tỉnh đã có kết luận, “nhà̀ sư” này chính là đối tượng đang bị truy nã. Đối tượng ngay sau đó được mời đến trụ sở công an địa phương.
Ban đầu, “nhà sư” khăng khăng cho rằng mình không liên quan đến cái tên Tâm. Tuy nhiên, khi các trinh sát PC 52 Quảng Nam cất giọng nói rặt xứ Quảng, lần lượt trưng các chứng cứ, Dầy mới chịu thừa nhận tên thật của mình, đồng thời cũng thừa nhận là kẻ 31 năm trước đã cùng đồng bọn thực hiện nhiều vụ cướp tài sản bằng thủ đoạn gây mê và đục tường trốn khỏi nơi giam giữ.