警方雖然鎖定王淵涉嫌重大，但因為沒有王的DNA，無法比對，所以計畫前往王的住處、伺機取得他的垃圾，帶回比對。但消息疑似走漏，王淵突然有所警覺，先將贓款720萬元藏在密室，並將另外300萬元及1批槍械交給2名友人保管，然後準備好隨身行李，準備搭機逃往中國北京，所幸警方早一步請檢察官對王發布境管，最後將他攔截逮捕。
2012年5月24日一早，王淵在桃園機場被航警留置，台北市刑大警方獲報後，立刻向檢方聲請拘票，航警查看王的包包，發現裡面除了有台幣、美金、人民幣之外，還有20多包的大衛杜夫淡菸。不久後，警方帶著拘票趕往航警局，當場逮捕王淵，並立即採集唾液DNA，送到刑事警察局比對，最後確認王的DNA與機車置物箱內的雨衣、案發現場遺留的菸蒂DNA相符。
警方調查，綽號「大隻佬」的王淵（48歲），因欠下800萬元卡債，所以才急著在晴天犯案，留下跡證，最後狼狽遭逮。偵訊過程中，只要警方掌握彈道、DNA等證據的搶案，他都承認，但證據沒這麼足夠的，他打死不認，還嗆警方不要把損失幾百萬元的小搶案也算到他頭上，因為那些錢還不夠購買一艘遊艇，態度十分囂張。
最後，王淵坦承犯下2005、2012年的台企銀搶案，以及2007年的合作金庫搶案，其中合庫的周姓保全員慘遭擊斃。對此，王供稱，因周不願意放手，他才會開槍，他只想求財，並未刻意取人性命。
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