随后，警方扩大了勘查范围，在距离案发现场一公里左右的一所小学附近，发现了一辆松花江牌微型面包车。警方赶到现场后，立马闻到了一股刺鼻的胡椒粉味，结合案发现场歹徒撒胡椒粉的行为，警方断定，这辆面包车，就是歹徒用来逃跑的车辆。
警方对面包车进行了仔细的搜查，在车里发现了两个红双喜牌的烟头。事后，经过DNA检测，警方确定，这两个烟头，都是同一个人抽的。除此之外，警方还在车里发现了一个东塔超市的购物袋，这个购物袋，成为了警方破案的重要线索。
警方根据购物袋这条线索，立马赶到了东塔超市，找到了超市的工作人员，向工作人员了解情况。工作人员一听警方的询问，立马就想起了17号那天来超市购物的张显明，详细地向警方描述了张显明的体貌特征，还告诉警方，张显明当时购买了四瓶胡椒粉和大量奇怪的工具。
与此同时，张显光等人，并没有停下罪恶的脚步。抢劫得手后，他们并没有选择远走高飞，而是依旧留在沈阳附近，继续挥霍赃款。张显光直接告诉张显辉，让他赶紧去哈尔滨，联系道上的人，把之前约定好的两把枪买回来，他们还想继续作案，抢夺更多的钱财。
原来，在炸运钞车之前，张显辉就已经联系上了道上的一个叫孙超越的人，孙超越说自己手里有两把枪，问张显辉要不要，张显辉当时说，等忙完手里的事情，就过去找他买枪。所以，抢劫得手后，张显辉便按照约定，独自一人前往哈尔滨，准备购买枪支。
可张显辉万万没有想到，他这一去，不仅没有买到枪，反而暴露了自己的行踪，也让整个犯罪团伙，陷入了绝境。
张显辉赶到哈尔滨后，立马联系了孙超越，约定好了见面的时间和地点，准备购买枪支。可他不知道的是，孙超越因为涉嫌其他违法犯罪活动，在前往上海办事的时候，被上海警方抓获了。孙超越为了争取立功，减轻自己的处罚，一被抓获，就主动向警方交代了自己非法买卖枪支的事情，还把张显辉要向他买枪的事情，也一并说了出来。
上海警方一听，立马意识到了事情的严重性，赶紧联系了哈尔滨警方，把孙超越交代的情况，详细地告知了哈尔滨警方。哈尔滨警方十分重视，当即就制定了抓捕计划，决定以孙超越为诱饵，引诱张显辉现身，然后将张显辉一举抓获。
警方让孙超越给张显辉打电话，谎称自己已经准备好了枪支，让张显辉赶紧到约定地点见面交易。张显辉没有丝毫怀疑，立马按照约定的时间和地点，赶到了见面地点。可他刚一现身，埋伏在周围的警方，就立马冲了上去，将他一举抓获，没有给他任何反抗的机会。
不过，此时的警方，只知道张显辉涉嫌非法买卖枪支，并没有将他和沈阳118特大运钞车爆炸抢劫案联系起来。张显辉被抓获后，也十分狡猾，只承认了自己买枪的事情，对抢劫运钞车、杀人灭口的事情，绝口不提，他以为，只要自己不承认，警方就没有办法治他的罪。
张显辉被抓的消息，很快就传到了张显光和张显明的耳朵里。张显光得知消息后，心里十分紧张，但他很快就冷静了下来，琢磨着，张显辉被抓，估计只是因为买枪的事情，只要张显辉不傻，就绝对不会把抢劫运钞车的事情说出来，所以，他们暂时还是安全的。
“老二，别紧张，老三被抓，只是因为买枪的事情，他不会把咱们的事情说出来的，咱们该干嘛干嘛，小心一点就好。”张显光对着张显明说道，语气中虽然有些紧张，但更多的是侥幸。张显明点了点头，心里虽然有些害怕，但也只能听从张显光的安排，继续隐藏行踪，小心翼翼地生活。
可他们不知道的是，警方并没有停下调查的脚步，一直在围绕着东塔超市、微型面包车等线索，展开深入调查，一点点缩小排查范围，很快就锁定了犯罪嫌疑人的藏身范围。
警方通过分析线索发现，虎石台镇这个地方，有很大的嫌疑。首先，被张显光等人杀害的出租车司机，在出发之前，曾给朋友打过电话，说自己要去虎石台方向的棋盘山景区，还向朋友询问了路线；其次，张显明之前给出租车司机打电话，约定用车的时候，都是从皇寺广场的一个公共电话亭打过去的，而皇寺广场附近的两路公交车，要么途经虎石台，要么从虎石台首发；另外，这起案件中，歹徒使用了炸药，而虎石台镇偏僻荒凉，有很多废弃的厂房和空地，十分适合歹徒进行爆炸试验，歹徒很有可能在虎石台镇有窝点。
基于以上种种线索，警方推断，至少有一名犯罪嫌疑人，在虎石台镇有藏身之处。为了尽快抓获犯罪嫌疑人，警方将案件指挥部，直接搬到了虎石台镇，展开大规模的排查工作。