Ngay sau khi tiếp nhận tin báo, Công an thành phố Bắc Giang đã tổ chức lực lượng tiến hành khám nghiệm hiện trường, thu thập các thông tin, tài liệu và áp dụng đồng bộ các biện pháp nghiệp vụ điều tra, truy xét, làm rõ đối tượng gây án.

Qua công tác khám nghiệm, thu thập dấu vết tại hiện trường; kết hợp với công tác rà soát, sàng lọc đối tượng và trích xuất hình ảnh trên hệ thống camera giám sát an ninh, Công an thành phố Bắc Giang đã dựng lên nhóm đối tượng nghi vấn gồm: Nguyễn Đình Vinh (sinh năm 2005) và Nguyễn Đình Kiên (sinh năm 2006), cùng trú tại thôn Rừng Trong, xã Dĩnh Trì, thành phố Bắc Giang.

Cả 2 đối tượng đều đã bỏ học, nghiện chơi game.

Tại cơ quan công an, ban đầu, cả 2 đối tượng chối tội, khẳng định mình không liên quan đến vụ việc.

Bằng các biện pháp nghiệp vụ, chứng cứ đã thu thập, các điều tra viên đã khiến Vinh và Kiên phải cúi đầu nhận tội và khai nhận đã thực hiện 5 vụ trộm cắp tài sản, với tổng số tiền trộm cắp 4.150.000 đồng, tại các đình, đền nêu trên với mục đích tiêu xài cá nhân và trả tiền chơi game.

Hiện, Công an thành phố đang tạm giữ đối tượng Nguyễn Đình Vinh và Nguyễn Đình Kiên để tiếp tục điều tra làm rõ.