Sau khi gây án, các nghi phạm điều khiển phương tiện ôtô bỏ trốn đến địa phận Quảng Ngãi gặp Công an huyện Sơn Hà chốt chặn thì quay đầu xe chạy về hướng xã Sơn Ba, 3 đối tượng bỏ lại 3 khẩu súng ngắn, 37 viên đạn, 5 hộp tiếp đạn và 1 quả lựu đạn.
Công an huyện tiếp tục truy đuổi thì các đối tượng chạy đến thôn Gò Da, xã Sơn Ba, vứt bỏ xe ôtô và chạy bộ vào núi lẩn trốn.
Đến khoảng 16h30, Công an huyện Sơn Hà đã bắt được 1 đối tượng tên Nguyễn Văn Nam (31 tuổi, trú huyện Kim Động, Hưng Yên).
Đến trưa 28.3, 2 nghi phạm còn lại đã bị bắt là Trần Ngọc Chung (34 tuổi, trú huyện Nghi Lộc, Nghệ An) và nghi phạm còn lại khai tên Nhất, chưa rõ quê quán.
Cả hai bị bắt ở vùng khu vực đỉnh núi cách UBND xã Sơn Ba chừng 3km. Khi bị bắt giữ, cả hai không mang súng trên người.Sau khi nhận được thông tin 3 nghi phạm trên bị bắt, UBND huyện Sơn Hà đã quyết định thưởng nóng cho ban chuyên án 15 triệu đồng vì thành tích nhanh chóng bắt được các nghi phạm dùng súng bắn chết người ở Kon Tum.