สำหรับเบื้องหลังการจับกุมครั้งนี้มีรายงานว่า ภายหลังเกิดเหตุทาง พล.ต.ต.จิรภพ ภูริเดช ผบก.ป. ได้สั่งการให้ พ.ต.อ.อรุณ วชิรศรีสุกัญยา ผกก.2 บก.ป. พ.ต.อ.บุญลือ ผดุงถิ่น ผกก.3 บก.ป. และ พ.ต.อ.วิจักษ์ ตารมย์ ผกก.สสน.บก.ป. นำกำลังเจ้าหน้าที่ชุดปฏิบัติการกองปราบฯ ลงพื้นที่สืบสวนสอบสวนแกะรอยผู้ต้องหารายนี้ จนกระทั่งประมาณ 1 สัปดาห์ ก่อนหน้านี้ทางเจ้าหน้าที่ชุดคลี่คลายคดีของกองปราบฯได้รับแจ้งเบาะแสจากพลเมืองดีว่าคนร้ายที่น่าจะก่อเหตุดังกล่าวน่าจะเป็น นายประสิทธิชัย เขาแก้ว หรือกอล์ฟ อายุ 38 ปี ผู้อำนวยการโรงเรียนโพธิ์ชัยสิงห์บุรี จึงได้ดำเนินการพิสูจน์ทราบพร้อมกับรวบรวมพยานหลักฐานโดยใช้เวลาสืบสวนประมาณ 7 วัน ก็พบว่ามีหลักฐานหลายอย่างโดยเฉพาะอาวุธปืนที่ใช้ก่อเหตุเกี่ยวพันกับ นายประสิทธิชัย พร้อมกับหลักฐานอื่นๆเชื่อมโยงว่าเป็นผู้ลงมือก่อเหตุดังกล่าว จึงได้ประสานให้พนักงานสอบสวนกองปราบปรามรวบรวมพยานหลักฐานขอหมายจับจากศาลอาญา กระทั่งศาลออกหมายจับให้เมื่อค่ำวันที่ 21 ม.ค.ที่ผ่านมา
รายงานข่าวแจ้งว่า เมื่อทราบตัวผู้ก่อเหตุแน่ชัดประกอบกับศาลออกหมายจับแล้ว พล.ต.ต.จิรภพ จึงได้สั่งการให้ พ.ต.อ.วิจักษ์ นำเจ้าหน้าที่ชุดปฏิบัติการ กก.สนับสนุน บก.ป. หรือ ชุดปฏิบัติการพิเศษ “หนุมาน” กองปราบฯ ตามแกะรอยจนทราบที่กบดานของผู้ต้องหารายนี้จนทราบว่ามีบ้านพักอยู่ในพื้นที่ จ.ลพบุรี และจะมีการขับรถเดินทางไปทำการสอนหนังสือที่โรงเรียนโพธิ์ชัยสิงห์บุรี จ.สิงห์บุรี ในช่วงเช้าของวันนี้ (22 ม.ค.) เจ้าหน้าที่ชุดปฏิบัติการ กก.สนับสนุน บก.ป. จึงจัดกำลังพร้อมยุทโธปกรณ์ครบมือเฝ้าสังเกตการณ์ กระทั่งเห็นนายประสิทธิชัย กำลังขับรถยนต์ยี่ห้อบีเอ็มดับเบิ้ลยู รุ่นซีรีย์ 5 สีดำ หมายเลขทะเบียน 7กณ493 กทม. จึงได้ขับรถสะกดรอยติดตามนายประสิทธิชัย ไปจนถึงบริเวณทางหลวงสาย 311 ต.ท่าวุ้ง อ.ท่าวุ้ง จ.ลพบุรี จึงแสดงตัวพร้อมอาวุธหนักครบมือบุกจู่โจมชาร์จจับกุม โดยระระหว่างที่เข้าจับกุมนั้นนายประสิทธิชัย ไม่มีท่าทีขัดขืนหรือต่อสู้เจ้าหน้าที่เพราะตั้งตัวไม่ติด ทั้งนี้จากการตรวจค้นภายในรถไม่พบอาวุธปืนที่ใช้ในการก่อเหตุ แต่พบกระสุนปืนขนาด 9 มม. ซึ่งเป็นขนาดเดียวกันกับที่ก่อเหตุ อยู่ภายในรถจำนวนหลายนัด จึงได้ทำการยึดไว้เป็นหลักฐาน จากนั้นจึงควบคุมตัวไปยังสถานีตำรวจท่องเที่ยวลพบุรี เพื่อทำการสอบสวน
มีรายงานด้วยว่า จากการสอบสวน นายประสิทธิชัย ให้การรับสารภาพ โดยรับว่าสาเหตุที่ลงมือก่อเหตุนั้นเพราะตนเองรู้สึกเบื่อกับชีวิต ต้องการหาความท้าทาย ตื่นเต้น ชีวิตจะได้มีสีสัน นอกจากนี้ตนยังรู้ตัวดีว่าหลังก่อเหตุจะถูกตำรวจตามจับกุมตัวได้อยู่แล้ว ส่วนอาวุธปืนที่ใช้ในการก่อเหตุนั้นเป็นปืนยี่ห้อ ซีแซต รุ่น เอสพี 01 ซึ่งเป็นปืนของพ่อที่เป็นอดีตตำรวจ หลังจากก่อเหตุเสร็จก็นำไปคืนพ่อเมื่อวันที่ 10 ม.ค. ส่วนรถจักรยานยนต์ยี่ห้อฟีโน่ สีแดง รุ่นปี 2008 เป็นรถจักรยานยนต์ของพ่อตาซึ่งตนเองก็ยืมมาเพื่อใช้ในการก่อเหตุด้วยเช่นกัน และขณะนี้รถคันดังกล่าวตนได้นำไปคืนให้กับพ่อตาแล้ว อย่างไรก็ตามแม้คำให้การของผู้ต้องหาจะเป็นประโยชน์ต่อรูปคดีแต่ทางเจ้าหน้าที่ยังไม่เชื่อคำให้การในบางส่วน และจะทำการเค้นสอบอย่าละเอียดอีกครั้งเพื่อพิสูจน์ทราบข้อเท็จจริง ก่อนจะเตรียมนำตัวไปแถลงที่ สตช. ในวันพรุ่งนี้ต่อไป
โดย พล.ต.ต.จิรภพ กล่าวว่า ส่วนหนึ่งของการแกะรอยหาเบาะแสจนนำไปสู่การจับกุมคนร้ายได้นั้น ทางเจ้าหน้าที่ต้องขอขอบคุณประชาชนชาวบ้านที่ให้ความร่วมมือช่วยแจ้งเบาะแสผู้ต้องสงสัยต่างๆ ซึ่งในส่วนนี้ทางกองปราบเองก็ได้เปิดกว้างและให้ความสำคัญอยู่แล้ว จะเห็นได้ว่าที่ผ่านมาทางกองปราบมีการเปิดช่องทางติดต่อกับประชาชนผ่านทางสื่อสังคมออนไลน์ต่างๆ ซึ่งไม่ใช่เฉพาะคดีนี้เพียงเท่านั้นแต่ยังรวมไปถึงคดีอื่นๆอีกด้วย
ล่าสุด พล.ต.ท.สุทิน ทรัพย์พ่วง ผบช.ก. ได้สั่งการให้ พล.ต.ต.ต่อศักดิ์ สุขวิมล รองผบช.ก. เดินทางลงพื้นที่ จ.ลพบุรี และจ.สิงห์บุรี เพื่อเข้าควบคุมการสืบสวนขยายผลและหาหลักฐานและพยานเพิ่มเติม เพื่อประกอบสำนวนการสอบสวนอีกทางหนึ่งด้วย