侦查人员在小区保安的陪同下，去谷宪武家调查，但谷家房门紧锁，家中无人。在此期间，侦查人员在一单元五楼杂物堆上发现一个棕色直板塑料手机壳，经家属辨认正是王晓霞所有。
综合以上侦查情况和线索，吕哲立即向公主岭市副市长、公安局长段于建和主管刑侦的副局长姚文军进行汇报。段于建指示：全力侦破，给人民一个满意的交待。姚文军立即赶赴专案组，组织协调有关人员侦破。
缜密侦查获得证据
男子家中发现血迹，一具遗体被放进男子车内
侦查人员进入谷宪武租房家中后，发现多处反常迹象，一是谷宪武家中又脏又乱，室内物品蒙上厚厚一层灰尘，但室内地面有仔细拖过的痕迹；二是在西侧中一间寝室双人床下方部位发现了少量擦蹭血迹，经现场用试剂条检验，确定是人血，极有可能是失踪人员王晓霞的血迹。再结合小区门口视频，显示王晓霞有进无出，谷宪武家中最有可能就是命案第一现场。
与此同时，侦查人员调取了谷宪武家楼下一家修理铺的监控录像，该视频显示：5月31日凌晨3点，一个人影从谷宪武家所在的楼道出来，抱着一件东西放到一辆黑色轿车里。由于该视频在夜晚比较模糊，无法看清细节，侦查人员将该视频交给专业人员处理后，获得重要发现，该男子抱着放到车上的是一具遗体，虽然男子面目仍不清晰，但那辆黑色车辆正是谷宪武的轿车。
6月4日中午，刑警大队中队长包兴明带领另一路的侦查人员在走访温州商城一区东门的两家金店时获得重大发现：王晓霞的金项链被分拆后，金链部分和吊坠部分分别卖给了这两家金店。进一步查询售卖人的登记信息，发现收购登记本上记载的是谷宪武的身份证号！金店工作人员非常肯定地指出，谷宪武就是卖给他们黄金项链的人！
姚文军根据案情立即作出部署，一是马上将可疑血迹送省厅物证鉴定中心进行检验；二是对谷宪武家中继续勘查；三是对犯罪嫌疑人谷宪武进行全力抓捕。
民警负伤嫌犯被擒
男子现身地被警方锁定，弃车逃跑后被警方擒获
6月4日下午3点，侦查员经过工作，锁定犯罪嫌疑人谷宪武出现在黑林子镇于河沿村三队附近，刑警大队20多名民警在黑林子派出所的配合下，立即前往抓捕，但是谷宪武已经不知去向。吕哲推测犯罪嫌疑人谷宪武肯定人车不能分离，当机立断兵分四路，分别前往黑林子通往范家屯、柳杨、永发、公主岭等几条主要道路进行堵截。
