在扎賚諾爾區公安機關配合下，鎖定2月10日接听電話的是張廣亮家。
據調查，張廣亮約半個月未露面，左臉有一顆黑痣。當晚九時許，守候刑警將返家的張廣亮一舉抓獲。
經徹夜突審，張廣亮最終交代，2月9日他伙同大勇、于老大在綏芬河市新華賓館實施搶劫殺人，但自稱僅負責“望風”，未直接動手，分得贓款兩千元。
他口中的“大勇”是內蒙古莫力達瓦旗人，另一名同伙“于老大”則不知全名，均系通過大勇結識。
2月13日中午，指揮部再次組織兩支追捕小隊，分赴莫力達瓦旗與依安縣抓捕張大勇。
當天已是農歷臘月二十八，干警們無法與家人團圓，更面臨生死考驗——犯罪分子此前殘忍槍殺三人，緝捕過程危險重重。
次日凌晨三點，依安組抵達目的地，僅找到一家棚頂滲水的簡陋旅店稍作休息。
六點整，一組人員提前出發趕往莫旗；二組七點半起床，輾轉多家早餐店均未營業，最終只能以方便面充饑。
早晨八點，依安縣刑警大隊配合行動，直奔新屯鄉張大勇三姐家。
派出所民警李立龍指出，村民中一名高個男子正是張大勇。刑警韓金達、齊錫武迅速撲上，合力將其制伏。
張大勇身材高大、激烈反抗，但終究干不過滿身肌肉的干警。
偵查員李振武搜身未發現槍支，齊錫武、韓金達隨即將其押往新屯鄉派出所審訊，其余人依法搜查其住處，繳獲一張6000元存折及身份證。
抓捕情況立即電話匯報給綏芬河坐鎮指揮的張馮起副局長。
審訊初期，張大勇閉口不語，瞪視干警，態度頑固。
齊錫武脫下防彈衣，將沖鋒槍推至桌面上，直視對方問道︰“張大勇，你看看我們是用什麼方式來‘請’你的？”
張身體開始發抖。
齊錫武單刀直入︰“你最近出過門嗎？”
“去過，去了沈陽、哈爾濱、吉林。”
“還有一個地方你沒說。綏芬河。什麼時候去的？干什麼？住哪？”
“……一周前，做買賣，住新華賓館。”
“哪個房間？”
“301。”
“知道我們是哪的嗎？”
“綏芬河的吧……”
張大勇聲音愈發顫抖。 “既然猜對了，你是明白人，走到這一步，自己說吧。”
張大勇突然哀求要上廁所，聲稱“快拉褲子了”。齊錫武識破其意圖，未予準許，令人拿來破桶，將其一只手銬在暖氣管上，在審訊室內如廁。
無計可施之下，張大勇終于交代了2月9日作案全過程︰
2月初，他幫于洪文赴大慶要賬未果，便提議“去綏芬河搶炒匯的”，于表示同意。
張大勇聯系張廣亮，張攜帶兩支從俄羅斯購得的手槍趕來會合。
三人于2月4日後半夜乘火車抵達綏芬河，入住個體旅店。
2月6日，張大勇以“張立明”之名入住新華賓館301房間，此後于洪文、張廣亮先後潛入同住。
2月8日晚，他們首次發現“禿頂老頭”已改住306房間，但因308房有人未能下手。
2月9日晚六點，黃天錫與周世明剛回306房間，尚未關門，張大勇與張廣亮便尾隨持槍沖入。
黃天錫甩掉大衣撲來，張大勇連續開槍將其擊倒；張廣亮隨即向夏福民、周世明頭部射擊。
兩人搶走周世明扔來的腰包和黃天錫的大衣，搭乘紅色出租車經東寧逃往吉林琿春。
途中，于洪文從大衣中掏出5萬和腰包里面的現金和手機。逃至琿春後，三人分贓洗浴，並嫖宿一夜。
次日分得贓款，張大勇購新衣換下帶血外套，三人最終在哈爾濱分手。
根據張大勇的交代，干警迅速趕赴依安縣慶豐鄉抓捕于洪文。
下午三點半，行動組抵達慶豐鄉派出所，在當地民警配合下，以“調查年貨失竊”為名進入于家。
于洪文正在院中拿著厲斧在劈柴，警方沒有貿然行動，故意說︰“听說你家被盜，是怎麼回事？”
見警方前來是為這事，並未起疑心，于是放下斧子，從口袋拿出一包香煙遞煙時被干警一舉擒獲。
趁此機會，于軍使了個眼色，李文武一個飛身鎖喉，勒住了于洪文的脖子。
于洪文也是身手不凡之人，他一個猛甩，掙脫開來。鐵塔般的謝長林抬起右臂，朝于洪文的腦門就是一掌。
于洪文就地轉了一圈，跪到了地上。李文武上前，“ ”兩聲將他銬住。
于洪文的老婆沖上來哭喊著說︰“憑什麼抓他？憑什麼抓他？”
村里的人听到喊聲，一下子擁上來很多人。
這個村300多戶人家，于家是個大家族，李振武怕出事，上前拖住于洪文的老婆，並對于軍、謝長林說︰“快把于洪文押上車，離開這里。”
于妻哭喊阻攔，村民聞聲圍攏，干警們迅速押于洪文上車撤離。
2月14日，根據張廣亮供述，滿洲里警方在其家煤堆中搜出兩支制式軍用手槍及八發子彈。
至此，震驚綏芬河的“2•9”特大持槍搶劫殺人案成功告破，三名犯罪嫌疑人全部落網，依法受到嚴懲。