Qua việc thu thập những dấu vết tại hiện trường, các trinh sát phát hiện đối tượng đột nhập vào nhà bằng cách trèo cây nhãn để lên mái nhà chính, dỡ ngói và phá tấm trần nhựa, rồi leo từ nóc tủ xuống nhà. Đối tượng dùng 2 con dao lấy từ dưới bếp nhà chị Kiều phá két sắt, lấy đi một số tiền mặt của gia đình.
Sau khi thu thập được những thông tin, chứng cứ liên quan đến vụ trộm, Cơ quan CSĐT Công an huyện Chi Lăng đã xác định được đối tượng gây án là Phùng Dương Phi, SN 1993, trú tại thị trấn Chi Lăng, huyện Chi Lăng và bắt giữ thủ phạm tại ngã ba thị trấn Đồng Mỏ, huyện Chi Lăng. Phi khai do nghiện ma túy, nên đi trộm cắp tài sản nhà dân để kiếm tiền thỏa mãn cơn nghiện. Phi là đối tượng từng có thời gian bị chính quyền địa phương đưa đi trường giáo dưỡng.
Đầu tháng 11-2012, Cơ quan CSĐT Công an huyện Chi Lăng đã khởi tố bị can, tạm giam Phùng Dương Phi can tội trộm cắp tài sản và hoàn tất hồ sơ để xử lý theo quy định của pháp luật.