事件発生直後、目撃証言が乏しい中で捜査の突破口となったのが、現場周辺に設置されていた膨大な防犯カメラ映像の解析でした。捜査本部は現場となったビルや近隣の商業施設、駅周辺のカメラ映像を徹底的にリレー追跡（Nシステムや街頭カメラの映像照合）しました。
その結果、事件直前の時間帯にサロン周辺を不審に徘徊し、犯行推定時刻の直後に足早に立ち去る不審な男の姿が浮上します。男は帽子やマスクで顔を覆い偽装を図っていましたが、歩行の特徴や着衣の照合から身元が特定されました。有力な物証と映像証拠に追い詰められた警察は、事件発生から間もなく男の身柄を確保し、強盗殺人などの容疑で逮捕に至りました。
