警方得悉李較早前曾返過鄉下韶關仁化縣,懷疑他將肉參藏在鄉下,於是派員到仁化縣周田鎮偵查;七月十六日,探員掩至周田鎮李的姐夫家,並在寓所二樓救出肉參,當時肉參雙腳被鎖上鐵鏈,雙手被扣上手銬。李事後即駕車連夜逃亡到深圳,並匿藏在女友寓所。
警方趕至時,李已駕車逃往東莞,當他得悉警方帶走女友後,竟致電公安局要求放人,否則用炸藥炸公安及槍殺辦案探員;由於李是特種部隊退役軍人且有手槍,省公安廳不敢輕敵,即由副廳長龍水波親自帶隊到東莞追捕。
七月三十日凌晨,特警將李藏身的東莞都會廣場帝都苑六樓一單位包圍,當李發現並企圖爬窗逃走時,被特警狙擊手開槍嚇至退回單位,他欲從另一窗口爬出時又被特警開槍嚇至縮回。警方經一輪勸降無效後,即向單位內施放催淚彈然後破門而入,將李拘捕。
警方根據李的口供,於本月二日在青海西寧將另一名姓蒙主犯拘捕,有人還供認在今年三月二十七日及四月十六日犯下兩宗綁架案。