Ngay sau khi vụ án xảy ra, Lãnh đạo Bộ Công an đã quyết định thành lập Ban chỉ đạo chuyên án và chỉ đạo các lực lượng của Tổng cục Cảnh sát phòng, chống tội phạm, Công an tỉnh Bắc Giang và một số Công an địa phương, khẩn trương điều tra làm rõ, truy bắt bằng được thủ phạm gây án. Với tinh thần khẩn trương, trách nhiệm và quyết tâm cao, các đơn vị nghiệp vụ thuộc Tổng cục Cảnh sát phòng, chống tội phạm, Công an tỉnh Bắc Giang, Lạng Sơn huy động hàng trăm cán bộ chiến sĩ, triển khai đồng bộ các biện pháp nghiệp vụ, tập trung điều tra, xác minh, sàng lọc và đã xác định được thủ phạm chính trong vụ án là Lê Văn Luyện, sinh năm 1993, trú tại xã Thanh Lâm, huyện Lục Nam. Tỉnh Bắc Giang. Do đối tượng bỏ trốn, Lãnh đạo Bộ đã quyết định chỉ đạo truy nã đặc biệt trong phạm vi toàn quốc, nhất là tại địa bàn Lạng Sơn.
Đến 16h00 ngày 31/8/2011, Đồn biên phòng Na Hình đã phối hợp với Công an huyện Văn Lãng, tỉnh Lạng Sơn và các đơn vị thuộc Tổng cục Cảnh sát phòng, chống tội phạm bắt được tên Luyện tại cửa khẩu Na Hình. Việc bắt giữ đối tượng Luyện có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong quá trình điều tra làm sáng tỏ toàn bộ vụ án.
Thay mặt Đảng ủy Công an Trung ương và Lãnh đạo Bộ Công an, đồng chí Trung tướng Phạm Quý Ngọ, Ủy viên Trung ương Đảng, Thứ trưởng Bộ Công an đã nhiệt liệt biểu dương, khen ngợi và chúc mừng thành tích xuất sắc của các đơn vị nghiệp vụ thuộc Tổng cục Cảnh sát phòng, chống tội phạm, Công an tỉnh Bắc Giang, Công an tỉnh Lạng Sơn, đặc biệt là Đồn Biên phòng Na Hình – Lạng Sơn. Chiến công của các lực lượng đã thể hiện tinh thần trách nhiệm trước Đảng, Chính phủ và nhân dân, góp phần ổn định tình hình an ninh, trật tự tại địa bàn cơ sở và đáp ứng sự mong đợi của cán bộ và nhân dân trong cả nước.
Để ghi nhận bước đầu chiến công của các lực lượng, Lãnh đạo Bộ Công an quyết định thưởng nóng cho Đồn Biên phòng Na Hình – Lạng Sơn 50.000.000 đồng (Năm mươi triệu đồng), thưởng các đơn vị C45, C51, C54 và Đội xe thuộc Tổng cục Cảnh sát phòng, chống tội phạm; Công an huyện Lục Nam, Phòng PC 45 – Công an tỉnh Lạng Sơn mỗi đơn vị 5.000.000 đồng (Năm triệu đồng)./.