田中警分局獲報後，即成立專案小組偵辦，通報攔截圍捕被搶車輛，兩小時後(當天17時許)即於二水火車站南側尋獲遭強盜之ACL-6**5號自小客車。警方依被害人所述強盜地點及被害者所描述犯嫌特徵分析，該嫌可能為有擁有強盜、殺人未遂、妨害自由、竊盜、毒品、及家庭暴力防治法等前科之甘姓嫌犯，經調閱該嫌前科照片供被害人段女指認後確認無誤。
專案小組立即調閱甘嫌平時所使用之車輛發現，於案發後甘嫌棄置強盜自小客車後再騎乘8*7-PXJ重機車逃逸。
田中警分局以建置之路口監錄系統車行辨識軌跡，發現該車行駛路徑；並經分析清查該嫌二水地區交往對象後，警方即進行大規模搜。於該日19時許，在二水鄉中國強旅社發現甘嫌之機車並於現場埋伏守候，在20時30分許發現甘嫌行蹤，小組成員立即一擁而上，將甘嫌予以逮捕並當場查獲安非他命吸食器一組，模擬槍一支，子彈30顆等贓證物。
案經擴大偵辦發現，甘×成亦曾於上(8)月3日15時30分，以新臺幣3萬元代價僱用綽號鴨母謝×勳率3輛車，前往臺灣彰化地方法院，要其利用手銬、腳銬強押其妻王×櫻到山區交給甘×成殺害；該案雖沒有押人成功，但尾款剩新台幣1萬元甘嫌沒付出，致綽號鴨母至彰化縣田中鎮平和里山腳路5段某小吃部找甘嫌母親陳×鴦索討新台幣1萬元之情事。
田中警分局長蔡詳忠表示，甘嫌泯滅人姓，儼然已是社會上之毒瘤，嚴重侵害到他人生命、財產之安危，影響社會秩序甚鉅；警方能及時偵破此強盜案，並查扣該嫌以犯罪所得購買之模擬槍，如再晚一步，該嫌可能會再將槍枝予以改造使用，造成社會之不安。