一開始警方研判可能是撿骨師或殯葬業者犯案，因為他們才會知道骨頭及陪葬品的位置，所以特別清查雲林有前科的撿骨師及殯葬業者，卻一無所獲，警方為了破案，全體動員，過濾歹徒可能行經路線的路口監視器，最後終於發現一輛可疑的白色汽車，立即展開跟監追查。
警方查出，車主葉姓男子是台中人，跟監時發現，葉及友人常去嫖妓，最後鎖定這夥人的租屋處長期監控，果然發現他們常在深夜出門犯案，例如前往南投埔里盜墓，警方擔心天黑、路況不熟，嫌犯可能逃跑或發生危險，並未當場逮人，而是在這夥人犯案後隔幾天，再去勘查被盜的墓、進行蒐證，事後再向地檢署聲請搜索票。
此外，警方也發現，盜墓集團犯案前，會用手機搜尋哪裡有公墓，之後再到現場勘查定位；嫌犯盜得陪葬金飾後，固定會去台中豐原一家銀樓銷贓。
掌握資訊後，警方準備收網，在這夥人租屋處埋伏時，剛好有一名嫌犯要去超商購物，警方上前圍捕，在他身上找到鑰匙，立刻開門入屋，將其他3名嫌犯一併逮捕，並查扣來不及銷贓的金戒指、犯案用的圓鍬等贓證物。
警方調查，這個盜墓集團的主謀是鄭姓男子，他的師傅是一名撿骨師，提供犯案車輛的葉男及邱姓、黃姓男子則是共犯，犯案時會把車開到遠處的超商等候，得手後才打手機聯繫，短短半年就在全台盜墓136座。
此盜墓集團專挑5年以上的舊墓、不盜新墓，平均20分鐘就可以盜1座墓，一晚上可以盜10多座。他們犯案時不會割掉墓上的草，泥土也留在墓上，將棺木鋸開、伸手取得金飾後，會再把草、土蓋回去，亡者家屬就算掃墓也不會注意，一般要等撿骨才會發現。
至於銀樓的廖姓老闆，一開始辯稱自己什麼都不知道，卻無法解釋登記簿上密密麻麻的交易紀錄，最後只能承認收贓。
