沒想到案發第19天，警方追查旅行袋來源，發現關鍵線索，原來，裝屍塊的旅行袋幾乎全新，「范倫鐵諾」品牌字樣上的膠膜還沒撕掉，而且該款旅行袋只在新竹以北的賣場販售，數量僅400個。
警方如獲至寶，立即派人調取各賣場的交易資料，發現案發前幾小時，桃園一處賣場恰好有1筆購買紀錄，調閱發票清單發現，購買者在2月5日凌晨1點進入賣場，30分鐘後離開，除了旅行袋，還買了大型黑色塑膠袋、美工刀、清潔劑、手套等物品，與分屍案的線索相符。
警方調閱賣場監視器，鎖定1名濃眉、戴眼鏡、身高約170公分的中年男子，畫面經媒體公布後，多位民眾打電話到警局指認，表示畫面中的是在桃園租屋、39歲的王姓男子。
巧合的是，接獲報案的桃園市警局桃園分局中路派出所副所長的女兒，與王姓男子的女兒正好是同學，副所長到校清查王女的聯絡簿，發現案發前都是媽媽簽名，2月5日後卻變了，懷疑另有隱情。
警方鎖定王男涉案，立刻派人埋伏在他桃園的住處附近準備逮人，不久便發現他獨自1人在路口閒晃，刑警上前表明身分，拿出監視器影像問是不是他？王男見狀脫口說出：「我做錯了，人是我殺的！」隨即遭上銬逮捕。
到案後，王男供稱，他是電腦工程師，開設維修工作室，死者是與他結婚16年的蕭姓妻子，2人婚後生下2個女兒，但妻子後來精神出了狀況，他以為讓妻子玩電腦可以改善情緒，沒想到她卻沉迷線上遊戲，好吃懶做。
王男常斥責妻子不去工作，只靠他1人養家，且妻子在家也不做家事，2人因此經常口角，之前二度離婚又復合，王一直忍氣吞聲，沒想到最後發生悲劇。
