Sau khi di lý Trần Tuấn Anh (26 tuổi, quê tỉnh Tiền Giang) và Nguyễn Vũ Hoàng Nam (29 tuổi, quê tỉnh Nam Định) từ TP HCM về Đồng Nai), Công an Đồng Nai đã mở rộng điều tra thu giữ được khẩu súng mà 2 nghi can sử dụng khi gây án.
Theo kết quả điều tra bước đầu, sau khi dùng súng và dao uy hiếp nhân viên trạm thu phí cướp hơn 2,2 tỷ đồng, Nam và Tuấn Anh đã tẩu thoát bằng xe máy chạy đến khu vực vắng người cách hiện trường gây án khoảng 3km (thuộc huyện Thống Nhất) chúng dừng lại đốt một số vật dụng dùng để gây án gồm áo khoác, khẩu trang, khẩu súng…để phi tang.
Tiếp đó, Nam mang xe máy đến Bệnh viện đa khoa Long Khánh (TX.Long Khánh) gửi ở khu vực nhà xe rồi xách ba lô đựng số tiền cướp được đến tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Tại đây, Nam lấy 500 triệu đồng gửi cho một người bạn ở huyện Long Điền (số tiền này cơ quan công an đã thu giữ) rồi về phòng trọ của Nam thuê ở gần khu vực Ga Sài Gòn (TP.Hồ Chí Minh). Riêng Tuấn Anh do bị thương ở cổ chân không đi được nên lẩn trốn tại một bụi rậm ở xã Xuân Thạnh (huyện Thống Nhất) .
Khoảng 19 giờ ngày 7/2,, Nam ra quốc lộ 1 thuê taxi chở đến phòng trọ của Nam để gặp Nam bàn kế hoạch lẩn trốn. Nam đưa cho Tuấn Anh 50 triệu đồng để bỏ trốn, nhưng khi cả hai đã bị các trinh sát hình sự Công an tỉnh và Cục Cảnh sát hình sự Bộ Công an bắt giữ ở khu vực ga Sài Gòn (TP HCM).
Qua lấy lời khai 2 nghi can và khám nghiệm hiện trường, cơ quan công an thu được 1 khẩu súng, 1 búa, 1 dao, 1 kìm. Đến nay, cơ quan công an đã thu giữ khoảng 1,1 tỷ đồng.