从2001年7月到2003年4月，短短一年零九个月的时间里，李小平团伙先后在北京市朝阳区、海淀区、丰台区等地，实施抢劫杀人案六起，抢劫奔驰牌轿车五辆、奥迪牌轿车一辆，涉案金额高达590万余元，杀害无辜群众六人。这些受害者中，有车主，有被雇佣的司机，还有乘车的家属，他们都被李小平三人残忍杀害，无一幸免。
李小平团伙的作案手法十分固定，而且越来越娴熟。他们每次都会驾驶白色捷达车，在三环、四环附近的停车场、酒楼、高档小区门口，寻找高档轿车作为目标；趁车主上车或下车的瞬间，强行将车主控制，胁迫上车；然后驾驶被抢车辆，沿着京密路向东北方向逃离，在途中将受害者勒死，抛尸在密云县、河北兴隆县等地的荒草丛或树林里；最后，将被抢车辆开往黑龙江大庆市销赃，所得赃款三人平分。
他们的反侦查意识也越来越强，每次作案前，都会提前踩点，观察目标车辆的作息规律和周边环境，避开监控摄像头和巡逻的民警；作案时，都会戴上手套、口罩，尽量不留下指纹和脚印；作案后，都会立刻销毁作案工具，更换衣物，快速逃离现场，而且不会在同一个地方停留太久。
有一次，李小平三人在丰台区莲香园小区作案后，发现有民警巡逻，他们立刻放弃了原本的逃跑路线，绕路行驶，避开了民警的排查。还有一次，他们在销赃时，发现有可疑人员，立刻终止了交易，快速逃离，避免了被警方发现。
随着案件的不断发生，李小平团伙的名气越来越大，成为了北京警方重点追捕的对象。警方将李小平三人列为A级通缉犯，悬赏重金，鼓励群众提供线索。可李小平三人十分狡猾，他们居无定所，流窜于北京、河北、黑龙江等地，很少与外界联系，给警方的侦查工作带来了很大的难度。
李小平团伙的疯狂作案，让整个北京陷入了前所未有的恐慌。高档轿车车主们纷纷加强了自身的安全防护，有的雇佣保镖，有的安装防盗设备，有的甚至不敢再驾驶高档轿车外出。很多停车场、酒楼也加强了安保措施，增加了保安巡逻的次数，安装了更多的监控摄像头，防止类似的抢劫杀人案再次发生。
受害者的家属们更是悲痛欲绝，他们失去了自己的亲人，却连凶手的踪迹都不知道，只能一次次来到公安局，询问案件的进展，希望警方能尽快抓住凶手，为他们的亲人报仇雪恨。有一名受害者的家属，因为失去了自己的丈夫和唯一的儿子，精神彻底崩溃，整日以泪洗面，甚至多次试图自杀，被家人及时劝阻。
社会各界也对这起系列抢劫杀人案高度关注，媒体纷纷报道案件的进展，呼吁群众提高安全防范意识，积极向警方提供线索。很多群众看到报道后，都十分愤慨，纷纷谴责李小平团伙的暴行，希望警方能尽快将他们抓获，还社会一个安宁。
面对越来越大的社会压力和群众的期盼，北京警方加大了侦查力度，成立了更大规模的联合专案组，由公安部负责协调相关省市公安机关工作，全力支持北京警方侦破此案。北京市公安局局长亲自督办此案，要求专案组全力以赴，誓破此案，给被害人家属一个交代。
专案组的民警们不辞辛苦，日夜奋战，他们分成多个小组，一方面在北京市范围内的停车场、酒楼、高档小区附近，进行24小时蹲守，排查可疑人员和车辆；另一方面，远赴东北三省、河北承德、内蒙古东部等犯罪嫌疑人可能销赃或藏身的地点，进行严密布控和排查，走访了大量的群众和商户，收集李小平团伙的线索。
民警们行程上万公里，足迹遍及多个省市，吃尽了苦头，却始终没有放弃。他们每天只能睡几个小时，有时候甚至连饭都顾不上吃，一心只想尽快找到李小平团伙的踪迹，将他们抓获归案。可李小平三人十分狡猾，他们在作案后，突然销声匿迹，犹如“蒸发”了一般，再也没有出现过，侦查工作再次陷入了僵局。
专案组的指挥员及时召开案情分析会，鼓励民警们结合系列杀人案件的规律和特点，打破旧的条条框框，跳出现场和物证的束缚，跳出现北京市的范围寻找犯罪踪迹。民警们重新梳理了所有的案件线索，分析李小平团伙的作案规律和逃跑路线，发现他们每次作案后，都会沿着京密路向东北方向逃离，销赃地点主要集中在黑龙江大庆市，而且他们很可能有机动车，车技高超，还有畅通的销赃渠道。
据此，专案组调整了侦查思路，加大了对京密路沿线和黑龙江大庆市的排查力度，同时，加强了与周边省市公安机关的协作，互通线索，形成了一张严密的抓捕大网，只等李小平团伙再次出手，将他们一网打尽。
2003年3月，就在警方的侦查工作陷入僵局，民警们疲惫不堪的时候，李小平团伙再次出手，打破了沉寂。3月5日，朝阳区城外诚家居文化广场西侧的停车场里，一辆黑色奔驰S320轿车失踪，车主张某的女友裴某也一同失踪。3月27日，