Nhận được tin báo về vụ cướp giật, Đội Cảnh sát hình sự đã chỉ đạo và triển khai lực lượng nhanh chóng chia làm 3 tổ công tác tiến hành điều tra truy xét hung thủ qua dấu vết nóng. Qua khám nghiệm nhanh hiện trường vụ án và lời khai của những người chứng kiến, lực lượng truy xét xác định đây là vụ án có tính chất chuyên nghiệp, đối tượng gây án hành động liều lĩnh, manh động ngay giữa ban ngày. Gây hoang mang trong dư luận quần chúng nhân dân địa phương. Từ những thông tin, tài liệu ban đầu, Ban lãnh đạo Công an huyện chỉ đạo Đội Cảnh sát hình sự nhanh chóng áp dụng đồng bộ các biện pháp nghiệp vụ để truy xét hung thủ, lập lại an ninh trật tự nhằm trấn an dư luận.

Với quyết tâm cao, các cán bộ, chiến sỹ Cảnh sát hình sự đã không quản khó khăn, kiên trì đeo bám địa bàn, xác minh đối tượng không kể ngày đêm. Cùng với sự quan tâm, chỉ đạo sát sao và động viên kịp thời của lãnh đạo công an huyện, sau gần 6 ngày ròng rã, truy tìm hung thủ, chân dung và nơi ở của đối tượng nghi vấn gây án đã được các trinh sát xác định. Tuy nhiên, đối tượng này tỏ ra rất tinh ranh, luôn cảnh giác đề phòng công an tiếp cận. Phải tốn khá nhiều công sức, lực lượng Công an huyện mới “mời” được đối tượng về làm việc. Tại cơ quan công an, đối tượng khai tên Nguyễn Quốc Thành (1991), thường trú tại số 1/23, ấp 3, xã Đông Thạnh, huyện Hóc Môn, thành phố Hồ Chí Minh, hiện đang làm thuê và ở trọ tại một quán nhậu hải sản thuộc khu phố Đức Lập, thị trấn Đức Phong (Bù Đăng). Quá trình làm việc, đối tượng Thành rất lì lợm, ranh mãnh, không khai nhận hành vi gây án của mình. Với bản lĩnh nghiệp vụ và lập luận sắc bén, cùng với những tài liệu chứng cứ đã thu thập được, các điều tra viên Trịnh Ngọc Thạch, Nguyễn Văn Tuyển và Trần Quang Giáp đã từng bước khuất phục nghi phạm. Dù ngoan cố khai nhỏ giọt nhưng cuối cùng Nguyễn Quốc Thành đã phải cúi đầu khai nhận hành vi phạm tội của mình. Lý do Thành đi cướp là vì cần tiền tiêu xài cá nhân và thỏa mãn cơn nghiện ma túy nên liều lĩnh đi cướp giật tài sản của phụ nữ đi đường yếu thế. Cơ quan điều tra cũng xác định nhân thân của Thành đã có 2 tiền án về tội “Cố ý gây thương tích” và “Trộm cắp tài sản”, hiện đối tượng Thành đang nghiện ma túy nhưng tiền công lao động không đủ đáp ứng nhu cầu nên dẫn đến con đường phạm tội. Từ lời khai của nghi phạm, Công an huyện đã tiến hành thu hồi số tài sản mà Thành đã cướp giật của bị hại Nguyễn Thị Ngọc Dung để phục vụ điều tra.