基于这些线索，警方将侦察方向转入到全面清查死者的接触关系上。凡是与死者有经济来往和两性关系者均逐一调查，有的甚至被收容审查。在这个过程中，专案组审查的人数达到了几十人，然而，真正的凶手却总是巧妙地躲避着警方的追查，始终没有露出真面目 。每一次当警方觉得似乎已经接近真相时，线索却突然中断，嫌疑人难以锁定，使得案件侦破工作陷入了僵局。
警方在调查中还发现，这些案件的抛尸地点相对集中，这表明凶手的作案现场可能就在附近。从作案手法来看，凶手作案手法一致，都是先将被害人勒死或掐死，然后从大腿根部进行碎尸，之后抛尸。这些迹象表明，凶手有着极强的报复心理，似乎对女性极度仇恨，且此人很可能有过犯罪前科 。然而，仅凭这些推断，想要在茫茫人海中找出凶手，无疑是大海捞针。
在调查过程中，专案组还面临着社会舆论的压力。市民们对案件的关注度极高，他们渴望警方能够早日破案，将凶手绳之以法。面对社会各界的期望，专案组的成员们承受着巨大的心理负担，但他们没有丝毫退缩，依然夜以继日地工作着，不放过任何一个细节，努力寻找着案件的突破口。
就在案件侦破陷入僵局之时，转机终于出现。1992 年 9 月 3 日，哈尔滨铁路局某俱乐部的负责人向专案组提供了一条关键线索。原来，前一天他去朋友赵某家串门，闲谈中得知赵某的妻子王某于去年 4 月份携带 bp 机离家出走后，便再无音讯。赵某还提到，他曾传呼过王某一次，时间是去年 8 月份，回他信息的却是个陌生男人，对方称 bp 机已经卖给他了，让赵某不要再传。
这条线索引起了专案组的高度重视，侦查员们立刻前往赵某家进一步了解情况。随后，他们马不停蹄地来到市电信局查询，得知现在使用该 bp 机的人叫韩明，而且韩明还是一名人民警察，其户口落在动力区体育街 14 号，而平时住在那里的却是他的弟弟韩利 。
韩利，29 岁，有着复杂的过往经历。1979 年，他因强奸女学生被判处有期徒刑 15 年，1987 年被假释。1989 年，韩利结婚时，哥哥韩明将体育街 14 号的住处让给了他。1991 年，韩利又因盗窃两次被公安机关收审。他的这些经历，与警方之前对凶手的推断高度吻合，韩利瞬间进入了警方的视线，成为了这起连环杀人碎尸案的重大嫌疑人 。
为了进一步核实情况，1992 年 9 月 10 日下午 1 时许，专案组传讯了韩明。面对专案组的询问，韩明刚开始长时间沉默，试图隐瞒真相。但在强大的心理攻势下，他最终承认自己名下的 bp 机并非母亲给韩利买的，在这件事上他做了伪证，包庇了弟弟韩利的一些行为。据韩明交代，韩利在南岗地下城有一个摊位，此时去上海办货了，这几天有可能回来 。
得到这一消息后，专案组决定抓住时机，对韩利展开深入调查。11 日凌晨三时，在夜色的掩护下，专案组对体育街 14 号韩利的住处进行了秘密搜查。搜查过程中，警方发现了诸多可疑物品，其中包括乳胶手套三副、一个女青年李某的身份证和卷起的一块绿色地毯等。乳胶手套很可能是韩利作案时用来避免留下指纹的工具，而李某的身份证则直接将韩利与案件中的被害人联系在了一起，那块绿色地毯也极有可能与案件有着密切的关系。这些证据的发现，进一步坐实了韩利的嫌疑，让专案组坚信他们已经找到了关键人物 。
1992 年 9 月 14 日下午，哈尔滨火车站人头攒动，旅客们拖着行李，匆匆忙忙地穿梭在站台和出站口之间。此时，一群便衣警察正静静地守候在出站口附近，他们的目光紧紧盯着每一个出站的乘客，神色凝重而专注。他们在等待一个人的出现，这个人就是韩利，那个让整个城市陷入恐惧的连环杀人碎尸案凶手。
随着一趟列车缓缓进站，人群开始涌动。韩利拉着行李箱，混杂在人群中，不紧不慢地朝着出站口走来。他的脸上带着一丝疲惫，却又透着几分得意，或许他还沉浸在自己能够逍遥法外的幻想之中。然而，他不知道的是，一张无形的大网已经悄然向他张开。
当韩利刚踏出出站口的那一刻，守候已久的警察们迅速行动起来。他们如同一群敏捷的猎豹，瞬间将韩利围得水泄不通。韩利还没来得及反应，就被警察们牢牢地控制住。他瞪大了眼睛，脸上露出难以置信的神情，似乎不敢相信自己就这样被抓获了 。
韩利被带回审讯室后，一开始还试图抵赖，对自己的罪行矢口否认。他眼神闪躲，言辞闪烁，不断编造各种谎言来为自己开脱。但警方掌握了大量的证据，面对铁证如山的事实，韩利的心理防线逐渐崩溃。在警方强大的审讯攻势下，他终于低下了头，交代了自己的作案动机和过程。
据韩利交代，他从小就厌恶上学，初中时便经常逃学。14 岁时，他结识了一名女孩并发生了两性关系，从此便经常纠结一些流氓到学校调戏女学生。1979 年 1 月 9 日，他伙同孙某闯入某中学，在光天化日之下，将一名初二的女学生在教室内轮奸，同时抢劫了另一名女生的十元钱，因此被判 15 年徒刑。1987 年，韩利被假释出狱，但他并未悔改，反而变本加厉。
在他看来，是女性让他 “吃了牢饭”，内心对女性的仇视与日俱增。尤其是对从事性交易的女性，他更是痛恨不已，认为她们 “不要脸”“水性杨花”。同时，他也看中了这些女性在日常工作中不会使用真实身份，就算突然失踪，也几乎不会有人在意，可以避免被警察调查这一点，于是决定向她们下手 。
1990 年 11 月 23 日，韩利在哈尔滨电影院门前，将一个失足妇女带到自己在体育街 14 号的房子中。在发生关系后，他残忍地将被害人掐死，随后进行分尸并抛尸。1991 年 4 月 3 日，他又如法炮制，杀害了第二名被害人。连续两次作案都未被发现，这让韩利变得更加猖狂，他的犯罪行为也愈发疯狂 。
1991 年 4 月 6 日，韩利在某电影院看到身挂 bp 机及多枚金戒指的王某，他见财起意，当天便将王某诱骗至家中杀害，抢走了她身上的财物。四天后，失足妇女苏某以高价交易为由来到韩利住处，也没能逃过他的魔掌。1991 年 4 月 13 日，一名失足妇女与韩利交好后，却突然跟别人跑了，这让韩利内心扭曲愤恨，他耐心地多天蹲守，最终将该女性杀害 。
1992 年 5 月 12 日，韩利在哈尔滨铁路工人文化馆搭讪李某，将李某骗到自己住所处杀害。次日凌晨，他无所顾忌地扛起李某的死尸，来到邻居潘玉琴家的菜窖前，用脚踢开菜窖将尸体扔了进去。1992 年 8 月 9 日，在南岗某电影院门前，韩利看到自己的旧相识陈某，陈某身上所带的财物让他暗藏杀心。他以以往一贯的手段将陈某杀害，由于担心邻居认出陈某身份，他对尸体进行了毁容等手段后，将其丢进了下水道中 。
韩利在审讯过程中，始终不认为自己有错，口口声声说是在 “为民除害”。他的这种扭曲的价值观令人震惊，他将自己的罪行合理化，对那些被害女性没有丝毫的愧疚和怜悯。他在多起案件中抛尸下水道，除了警方之前推测的原因外，还因为他认为那些女子都 “像垃圾一样脏，下水道是她们的归宿” 。
韩利的落网，让整个哈尔滨城的市民们长舒了一口气。这起震惊全城的连环杀人碎尸案终于画上了句号，人们心中的恐惧也逐渐消散。警方的努力和坚持得到了回报，他们用行动扞卫了法律的尊严，给了受害者和市民们一个交代。这起案件也给人们敲响了警钟，提醒着人们要时刻警惕身边的危险，珍惜生命，同时也让人们看到了正义终将战胜邪恶的力量 。