Đến 14 h cùng ngày, kết quả điều tra trinh sát ban đầu xác định, vào hồi 23 h 36 phút ngày 22/2, có 1 đối tượng điều khiển xe mô tô loại Yamaha Jupiter màu đỏ, biển kiểm soát 21V6-3746 đi từ khu vực thôn Gốc Sổ qua gác chắn đường ngang thuộc tổ dân phố 3, thị trấn Mậu A. Đến 23h 42 phút, đối tượng đỗ xe tại ki ốt đối diện Trung tâm Truyền thông- Văn hóa huyện rồi đi bộ vào trụ sở Công an huyện cũ, sau đó trèo lên mái tôn quán điện thoại của anh Nam. Đến 00h 17 phút ngày 23/2, do thấy động nên vợ chồng anh Nam ngủ gần đó ra bật đèn pin soi, nhưng không phát hiện được gì nên vào ngủ tiếp. 00h 26 phút, đối tượng trèo xuống đi xe mô tô qua cửa quán để quan sát, thấy không có người nên quay lại đỗ xe ở vỉa hè công viên, sau đó tiếp tục đi bộ lên trụ sở Công an huyện cũ, trèo lên cây nhãn, bước sang mái nhà tôn thực hiện hành vi trộm cắp. Đến 2h 37 phút thì đi bộ ra ngoài đường lấy xe mô tô đi về hướng xã Ngòi A.

Đến 14 giờ 30 phút ngày 23/2, bằng các biện pháp nghiệp vụ, Công an huyện Văn Yên đã xác định chiếc xe mô tô đối tượng trộm cắp sử dụng là của Phạm Văn Hải, sinh năm 1983, trú tại tổ dân phố 2, thị trấn Mậu A. Đây là đối tượng có nhiều tiền án, tiền sự, trong đó có tiền án về tội mua bán trẻ em và trộm cắp tài sản.

Công an huyện đã cử nhiều tổ trinh sát tiến hành rà soát toàn bộ số đối tượng nghi vấn trên địa bàn và thu thập các thông tin do người dân cung cấp. Đồng thời chỉ đạo công an các xã, thị trấn rà soát thông tin liên quan. Kết quả phát hiện chiếc xe của đối tượng Hải được gửi tại điểm trông giữ xe gần Km 163, cao tốc Nội Bài – Lào Cai thuộc địa phận xã Đông An, huyện Văn Yên.

Ngay sau khi xác định Hải chính là thủ phạm của vụ trộm cắp tài sản và Hải đang ở bến xe Mỹ Đình, Hà Nội, trong đêm 24/2, Công an huyện Văn Yên đã cử tổ công tác lên đường điều tra, nhanh chóng bắt giữ đối tượng. Sáng ngày 25/2, tổ công tác đã truy tìm, phát hiện và triệu tập đối với Phạm Văn Hải tại thành phố Hà Nội để đưa về cơ quan điều tra làm rõ. Trước chứng cứ điều tra, Hải đã phải cúi đầu nhận tội. Mở rộng điều tra, Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an huyện đã tiến hành thu giữ vật chứng của Hải gồm 12 chiếc điện thoại di động, 7.200.000 đồng, 1 chiếc kéo cắt tôn và 1 đôi găng tay, là những công cụ Hải sử dụng để gây án.

Cùng ngày, Công an huyện Văn Yên đã ra Quyết định khởi tố vụ án, khởi tố bị can và ra Lệnh bắt bị can để tạm giam đối với Phạm Văn Hải về tội "Trộm cắp tài sản” theo quy định tại Điều 173 Bộ Luật Hình sự. Vụ việc đang được tiếp tục mở rộng điều tra làm rõ.