從證據研判，楊慧家廚房地板上的手表很可能是嫌犯所遺落。因此，追查手表主人成為首要偵查任務。一方麵警方立刻聯絡日本“精工愛普生有限公司”控股子公司，查詢該款手表年分，生產數量，銷售和購買者的狀況，生產數量越少，越容易找出購買者。
另外，許多公司和家庭在職員退休或親友從學校畢業時也都會贈送手表，並在表背上刻上姓名縮寫或全名。但是手表公司回複道，該公司生產了1000多萬隻該款手表；而表背上沒有任何印刻與標記。這個偵查方向很難有任何結果。
警方偵查手表的第二步是印了400多份手表照片的傳單，分發所有的外勤警員在整個萬全鎮挨家挨戶地查問。這個方法果然奏效，有位警員在案發現場10公裏附近的一個村子查問時，一個18、9歲的少女表示，她的表哥王燦有一隻和照片上一樣的手表。
可是，這款手表共生產了1000多萬隻，這並不表示他就是嫌犯；此外民警還發現鎮上的10幾位居民都有相同款式的手表。盡管如此，民警還是可以大幅縮小可疑目標。
偵查的第三步是在化驗室仔細研究這隻手表。因為人們戴表時，一定會接觸到身體，轉移很多微物證據到表身上。經過高倍顯微鏡化驗與比對，發現體毛與皮膚碎屑為年輕人的；再加上血液分析發現，表上的血跡是A型血，即楊慧的血型，但是皮膚碎屑裏的血是B型的，很可能是嫌犯的血。手表是經由用力拉扯而脫落的，很可能在抵抗時，楊慧奮力將手表扯下，嫌犯未曾留意而遺落現場。
偵查人員據而將目標鎖定在青年王燦身上，背景調查顯示他曾是縣籃球隊的運動員，後來還獲得了全國運動會的獎牌，後被保送上了大學。但是在大學期間，因為吸毒而被校方開除。王燦隻有回到萬全鎮，在母校（中學）做籃球教練；曾為了籌錢購買毒品而有盜竊前科。
警方主動接觸偵訊時，他否認曾到過楊慧家附近，並聲稱當天晚上他在女朋友的公寓裏，雖然王燦符合張傑剖繪的特征，嫌疑很大，但是缺乏直接證據，警方也不能采取任何行動。
案發後，偵查人員曾經徹底搜索附近道路旁的垃圾筒，當時搜查人員沒有找到任何可疑的證據。後來，刑警在一條偏僻的馬路旁發現一個塑膠袋，裏麵有一雙鞋子與一件皮夾克，鞋子一看就是Adidas（阿迪達斯）的球鞋，四周還有血跡，皮夾克上則發現了毛發。
綜合這些證據後，王燦的涉案嫌疑急速升高，刑警便開始二十四小時地跟蹤監視王燦，可百密一疏，竟然被他發現後逃匿了。
幾天後，H市公安局接到一個110求救電話，報案女子聲稱自己和朋友被一名男子挾持到一間房子裏，警方趕到現場，發現這棟房屋係一位教授所有，教授和家人外出度假，男子發現屋內沒有人，便破窗而入，強迫兩位女性進屋，並加以連續欺負，一女趁夜逃出，便趕緊打電話向警察求救。
這兩名女性中有一個就是這個青年的女朋友。報案女性稱，這名男子仍挾持著她的女朋友。警方將這座房屋團團包圍起來，過了不久，另一名女性從屋內逃出來，向警方表示屋內的男子就是萬全鎮滅門案的凶手，他已經無路可走，正在洗手間內割腕自殺。
特警立刻衝進屋內，果然在三樓的浴室裏發現一個男子，倒在地上，鮮血染紅了四周的地板。跟蹤王燦的刑警隨即趕到證實他就是王燦。
當時，刑警覺得人之將盡，其言也善，看到他快要斷氣，便趕緊問話，王燦低聲道：“萬全命案是我做的，那三個人是我殺的……”後來王燦被送到醫院，經過急救，居然奇跡似的活了過來。
另一方麵，王燦的女朋友也坦承滅門案中她也在場。當時王燦缺錢買毒品，便決定搶劫附近民家。他們到楊慧家時先在前門敲門，老太太應聲開門後，便謊稱摩托車拋錨了，想借用電話，進屋後他們先假裝使用電話，順手便拿起廚房的菜刀襲擊老太太。
她的手印與枕頭上的15厘米手印比對結果，果然是相同的。後來刑警在王燦的摩托車上也搜查到血跡，經過DNA化驗，發現這就是楊慧老人的血跡。有了這些口供和新證據，檢察官認為已經足夠起訴王燦和他的女友。
幾天後，N市中級人民法院公開審理了此案，審判結果：王燦的謀殺罪的罪名成立，其女友的共謀殺人罪的罪名成立！因情節特別嚴重，故判處王燦死刑，剝奪政治權利終生；其女友判處無期徒刑，剝奪政治權利終身。