Ngay sau khi vụ án xảy ra, Ban Giám đốc Công an tỉnh Quảng Ninh đã chỉ đạo Phòng Cảnh sát hình sự, Công an thị xã Đông Triều và các Phòng nghiệp vụ có liên quan huy động tối đa lực lượng, phương tiện tiến hành tổ chức các hoạt động điều tra, xác minh, làm rõ và truy bắt đối tượng gây án.
Bằng nhiều biện pháp nghiệp vụ, hồi 12h ngày 16/7, tổ công tác của Phòng Cảnh sát hình sự đã bắt giữ thành công đối tượng khi đang lẩn trốn tại TP Nha Trang, tỉnh Khánh Hoà.
Tại cơ quan điều tra, Nguyễn Quang Kiên khai nhận toàn bộ hành vi phạm tội của bản thân, ngoài ra Kiên còn khai rằng có ý định bỏ vào miền Nam để tìm đường trốn ra nước ngoài. Cơ quan cảnh sát điều tra Công an tỉnh Quảng Ninh đã khởi tố vụ án hình sự, khởi tố bị can đối với Kiên cũng như tiếp tục làm rõ các tội danh và vai trò của các đối tượng trong vụ án.