為釐清真相,刑事警察局與屏東縣警局東港分局組成專案小組,採集BMW車上的生物跡證,並調閱林豐德、林健郡及投案陳男等人的通聯紀錄、手機基地台訊號,結果發現林在案發後曾密集聯絡一名陳姓小弟,投案的陳男正是他的父親。
警方調查,案發後林健郡用人頭手機打給陳姓小弟,要他開一輛車到現場接應林,結果到了現場被路過民眾發現,揚言報警,林等人自恃是地方惡霸,與民眾爆發口角,最後林豐德父子要求小弟留在現場頂罪,隨後便相繼駕車離去。
陳姓小弟見死傷慘重,十分害怕,決定逃回家,並把狀況告訴父親,由於父子倆都是林豐德的手下,二人都明白江湖規矩,幾經商量,決定由年紀較大的父親出面投案,希望不要讓年輕的兒子背上犯罪前科。
至此,林豐德父子以為計畫縝密,殊不知早被警方料到,還故意不動聲色,讓一夥人繼續串供,期間,警方並查到林有3支手機,其中1支人頭機很少用,案發後林幾乎沒用經常使用的手機打電話,反而頻繁使用人頭機,警方因此更加確定,林就是頂包案的主謀。
蒐證告一段落後,警方打算以證人身分約談林到案說明,但因媒體大幅報導,林擔心東窗事發,準備逃亡,警方立刻聲請拘票,最後在東港鎮一處工程行將他緝捕到案。警方偵訊時,林不改狡猾本性,對一切指控均矢口否認,宣稱當天開車的人不是他,而是出面投案的陳男,對於林的說法,陳姓父子因忌憚林心狠手辣,深怕事後遭遇不測,根本不敢反駁。
不過,警方拿出通聯紀錄及監聽證據打臉林豐德,並一一突破共犯心防,加上在肇事車輛駕駛座的安全氣囊,採集到林豐德的DNA,鐵證如山,這件轟動一時的肇事逃逸頂包案,才算宣告偵破。