不只如此，鑑識人員還發現，2樓後陽台的門鎖有被撬開的痕跡，屋後的鐵軌旁則有1支被燒毀的拖把，鐵軌另一側，還找到1個塑膠容器，容器本身已被燒熔，只剩底部。鑑識人員研判，歹徒用來塑膠容器裝汽油，將汽油潑灑在現場後，再用拖把推開，擴大燃燒面積。
一場惡火奪走4條人命，新北警方不敢馬虎，立即成立專案小組進行調查，由於現場附近沒有監視器，案發時夜深人靜，也沒有任何目擊者，導致案情一度陷入膠著。
為了緝凶，警方詢問許家人，希望釐清誰與他們有深仇大恨？許家人說，住在台中的四妹與丈夫洪明聰感情好的時候，洪常陪太太回娘家過夜，所以誰住哪間房，他非常清楚，但後來2人感情不睦，四妹跟洪吵架後離家，洪就曾跑到娘家興師問罪，除了追問太太的下落，也曾撂下狠話：「見一個殺一個！到時候你們怎麼死的都不知道！」所以懷疑是洪下的毒手。
警方調查，洪明聰住在台中大里，距離新北鶯歌超過150公里，有可能大老遠跑來犯案嗎？且案發時洪妻並未在屋內，他有必要對娘家下手嗎？雖然有所質疑，但警方還是從洪的大里住家到鶯歌的案發現場，進行路徑分析，列出幾條洪可能北上的路線，同時從案發時間回推24小時，全面調閱沿線休息站、收費站及加油站的監視器，終於有所斬獲。
