警方根據侯男的說法，認定陳男涉有重嫌，也確認死者生前最後接觸的對象正是陳，警方查出，陳平日以開計程車維生，與父母、2名女兒及其他親人，一家7口同住新北市汐止區，警方掌握相關事證及陳的行蹤後，隔天就持拘票前往陳家逮人。
警方行動當時，陳男正在房內陪伴女兒，他見警方上門，沒有太大反應，被問到與范女的關係好不好？他僅表示不久前才離婚，警方告知范的死訊時，陳一派輕鬆，態度異常冷靜，與一旁陳父、陳母聞訊後嚇壞的反應，形成十分強烈的對比。
另一方面，警方發現陳男的臉、手有多處傷痕，詢問原因，陳解釋是刮鬍子時不慎劃傷，但警方進入浴室查看，卻發現陳使用的是電動刮鬍刀，當場戳破他的謊言。
此外，警方在陳家搜查時，找到跟死者身上纏繞的相同包裝、批號的「台梗九號」米袋，陳男見狀臉色大變，說話開始變得支支吾吾，加上陳母頻頻關心詢問，小孩也在一旁，眼看紙包不住火，陳男態度轉變，表示願意配合警方回警局接受調查。
原本矢口否認犯案的陳男，坐上警車後沒多久，就坦承犯案，他說不滿妻子疏於照顧2名幼女，也不念夫妻多年感情，執意離婚，認為妻子取得身分證後急著切割，讓他感到心寒，才會埋下殺機。
