經(jīng)反復(fù)大量的調(diào)查、偵查，專案組最終鎖定犯罪嫌疑人馬正剛。經(jīng)采取多種偵查措施，進一步工作查明，1996年，馬正剛因家庭瑣事持刀將其堂哥殺死，被判處無期徒刑，2002年獲減刑，于2013年刑滿釋放。
出獄后，馬正剛與其母在遼寧省瓦房店市生活，長期無固定職業(yè);經(jīng)濟拮據(jù)，靠母親賣菜為生;性格孤僻，多次流露出厭世輕生念頭;好逸惡勞，四處游蕩，早有搶劫作案動機。2月9日，馬正剛乘火車到哈爾濱市，2月10日入住哈爾濱市某招待所，2月12日入住方正縣某招待所，伺機實施搶劫作案未果。
2月14日馬正剛竄至佳木斯市，當(dāng)晚潛入案發(fā)區(qū)域?qū)C作案�，F(xiàn)場勘查、模擬試驗和痕跡物證顯示，馬正剛進入被害人家后，捆綁被害人、翻動物品，先后殺死5名被害人并搶劫財物，作案后于15日凌晨逃離佳木斯市，后返回遼寧省瓦房店市隱藏。作案后自覺罪行敗露，2月28日在瓦房店市一酒店服農(nóng)藥后跳樓自殺。
3月10日晚，經(jīng)DNA比對結(jié)果顯示，馬正剛DNA與現(xiàn)場提取犯罪嫌疑人DNA認(rèn)定同一，有確鑿的作案證據(jù)、作案因素條件、作案時空條件和現(xiàn)場痕跡物證，案件告破。
