随后，王成岩驾驶着抢来的出租车，来到开原市市区，在街头游荡，寻找新的作案目标。当天下午，他看到一辆“伊卡洛斯”250大客车经过，车上有不少乘客，他觉得这是一个绝佳的抢劫目标。于是，他驾驶出租车，强行将大客车逼停，然后手持64式手枪，冲上大客车，威胁司机和乘客，让他们把身上的钱和贵重物品都交出来。
司机试图反抗，想要抢夺王成岩手中的枪，王成岩毫不留情，当场开枪，将司机枪杀。车上的乘客吓得浑身发抖，纷纷交出自己的钱和贵重物品，不敢有丝毫反抗。王成岩抢到钱财后，没有立刻离开，而是劫持了车上的几名乘客，作为人质，逼迫警方提供车辆和钱财，让他安全离开。
开原市公安局接到报警后，高度重视，立刻抽调精干警力和武警，赶到现场，将大客车团团包围。现场气氛紧张到了极点，民警们一边与王成岩展开对峙，劝他放下武器，释放人质，一边制定抓捕方案，防止王成岩伤害人质。王成岩情绪激动，手持手枪，对着人质和民警威胁，说如果警方不满足他的要求，他就立刻杀害人质，与警方同归于尽。
对峙持续了几个小时，王成岩的情绪越来越激动，随时都有可能伤害人质。为了确保人质的安全，警方决定采取果断行动，安排狙击手埋伏在周边，寻找合适的时机，将王成岩击毙。狙击手找准机会，趁着王成岩低头清点钱财、注意力分散的瞬间，扣动扳机，一枪击中王成岩的头部，王成岩当场倒地身亡。
王成岩被击毙后，警方立刻冲上大客车，解救了被劫持的人质，同时在王成岩的身上，缴获了两支64式手枪、部分子弹和抢到的现金。经核对枪号，这两支手枪，正是1991年4月22日失踪的赵伟石的配枪，和1993年10月6日失踪的丁国春的配枪。这一发现，让案件出现了重大转机，警方立刻将王成岩的身份信息与之前的系列案件进行比对，确认王成岩就是系列杀人抢劫案的凶手之一。
随后，警方对王成岩的家人进行了隔离审查，询问王成岩的同伙是谁，以及他的作案经过。王成岩的妻子和父母，因为害怕受到牵连，起初不愿意配合警方的调查，在警方的耐心劝说和政策宣讲下，他们才渐渐松口，提供了一些关于王成岩的线索。而王成岩8岁的女儿童言无忌，在接受警方询问时，无意间透露了一个关键信息：“我爸爸有个姓张的警察朋友，经常来家里串门，还经常给我买好吃的，1月17日凌晨，我爸爸回家的时候，穿的一件警察大衣，就是那个张叔叔送的。”
这个“张叔叔”，瞬间引起了警方的注意。警方结合之前的案件线索，以及王成岩的活动轨迹，很快就锁定了嫌疑人——张四维。警方发现，张四维与王成岩是小学和初中同学，两人来往密切，而且张四维在公安系统工作，熟悉侦查流程，多次参与系列案件的专案组工作，有重大作案嫌疑。一场针对张四维的抓捕行动，悄然展开。
1994年1月31日凌晨，天还没亮，海林市公安局的民警就悄悄包围了张四维的家。此时的张四维，还在睡梦中，他丝毫没有察觉到，警方已经布下了天罗地网，等待着他的，将是法律的制裁。民警们轻轻敲开张四维的家门，张四维的妻子打开门，看到门口站着大批民警，顿时吓得脸色苍白，不知所措。
民警们走进屋内，找到了还在熟睡的张四维，当场将他控制住。张四维被惊醒后，看到民警，脸上没有丝毫的慌乱，反而显得异常镇定。他知道，自己的罪行可能已经暴露，但他依旧抱着侥幸心理，认为警方没有足够的证据证明他就是凶手，只要自己拒不承认，警方就拿他没办法。
随后，张四维被警方带到了海林市公安局，接受审讯。面对审讯人员的询问，这位有着十多年公安工作经验、精通预审套路的老警察，表现得十分从容。他先是装作一脸无辜的样子，说自己不知道警方为什么要抓他，他一直兢兢业业地工作，没有做过任何违法犯罪的事情。
当审讯人员询问他与王成岩的关系时，张四维没有否认，承认自己与王成岩是小学和初中同学，两人来往密切，还曾为王成岩运作过治安拘留的事情，一起做过倒卖虎鞭的生意。他还谎称，自己之所以为王成岩通风报信，是因为两人多年的兄弟情义，他不知道王成岩是连环杀人凶手，只是觉得王成岩欠了外债，被债主追得可怜，才帮他一把。
对于1·17灭门案、4·22血案以及其他多起杀人抢劫案，张四维一概否认，他坚称自己没有参与任何一起案件，案发时，他都在单位工作或者在家休息，有