案發後警方調閱附近大樓監視器，發現洗衣店縱火案的歹徒拿著瓶子徒步走向標的物縱火，相當冷靜，一名住戶告訴警方，歹徒長得很像住在洗衣店隔壁的科技大學陳姓講師，洗衣店老闆娘的二兒子也告訴警方，陳男一年前開始，曾多次酒後向他母親借錢，但從來不還，有一次他要借二百元，母親只給五十元，對方因此生氣離開。
附近的超商店員也指出，這名陳姓男子曾多次酒後向店員借200元，周邊店家都對他很頭痛，另外，警方在附近加油站查訪，發現洗衣店遭縱火前一晚，曾有一名駕駛白色休旅車的男子，拿寶特瓶加15元汽油，說是要拿回家幫機車加油，也被警方列為可疑對象。
另一方面，警方發現，被製作成汽油彈的方形酒瓶，因廠商已更換包裝，市面上很難買到，正好有向陳母租屋的房客向警方透露，曾在租屋處的儲藏室看過一樣的酒瓶，因為他喝過，覺得口味不佳，心想這種酒怎麼會有人要喝？所以對這瓶酒印象深刻。
同時，警方也針對酒瓶裡被當成引信、尚未燒完的棉布條進行追查，結果鑑識中心發現，棉布條的棉絮含二種不同成分，編織形狀則為罕見的V字形，由於多名目擊者表示，案發前看到陳姓講師在現場走動，警方訪查時也發現，陳的右手肘關節處有一條燙傷的痕跡，認為他涉嫌重大，因此聲請搜索票到他家裡搜索。
警方在陳姓講師住處二樓的房間，搜到一條左臀部有燒灼痕跡的褲子，也在他的衣櫃中，找出有小小燃燒痕跡的衣服，研判是他丟擲汽油彈後瞬間噴發的火勢造成。另外，警方也在陳母的房間內，找到她十多年前幫人代工縫布邊用的V字形織法布條，與被當成引信的棉布條比對，確認兩者的編織方法、材質成分完全一致。
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