警方在306房间的卫生间角落和地面的砖缝中检测到受害人血迹残留，侦查员认为306房间这个只有十几平米的地方就是案发的第一现场和分尸现场，形色匆忙的306号房客男子有重大的作案嫌疑。随后警方在床垫下方采集到一枚血指纹，指纹纹路粗大，应是一名成年男性指纹，推断就是凶手的。不过这枚指纹的纹路非常不清晰，警方很难通过对比寻找到它的主人。
另外警方还在床头柜上找到一个黑色塑料袋，里面装的都是一些女性化妆品和一包开封了的情人梅，推测这些应该都是受害人的物品。一枚不清晰的血指纹、一堆女性化妆品、一包情人梅，除此之外在这个房间警方并没有找到什么有价值的线索。确定嫌疑人身份和受害人身份是破案的关键，可是这家小旅馆经营并不规范，没有登记客人信息，陈厝合这个“城中村”外来务工人员又非常多，人流量很大，人员结构也非常复杂，要排查起来不是一件容易事。
工作人员告诉警方该男子是当天下午2点多到3点左右开的房，当时只有他一个人，而宾馆虽然有监控探头，但不知道什么原因，那天监控探头出了问题…（这怎么和电视剧情很像？）只拍到了一些片段且画面非常不清晰，从仅有的视频监控画面显示他在7月3日当天下午17点13分曾独自离开房间过一次，并且随身带着一个黑色行李袋；晚上9点独自进入房间后于十点离开，至于女受害人是什么时候进去的，凶手总共进出过几次房间等一概不知（宾馆工作人员也未曾看到过有女性进入）…嫌疑人的分尸手法“老练”，头颅的切割方式也比较细致，从监控画面来看他也从容不迫一点都不慌张心理素质非常好，所以警方猜测凶手具有作案前科是一位惯犯或者是个屠夫、医生。
保洁阿姨回忆说嫌疑人骑着摩托车，那他的居住地应该距离案发地不会太远。汕头各大交通路口都有监控探头，可能会拍到他的行踪？顺着阿姨所指的嫌疑人离开方向警方开始了细致的监控排查，但或许是因为人流量实在太大又或者因为嫌疑人对此地非常熟悉，刻意避开监控探头，通过连夜的侦查他们始终没有发现嫌疑人的行动轨迹，看来要想从嫌疑人离开路径追踪其落脚点、身份的办法是不太可能了，无奈只能换一个侦查思路从受害人入手，因为一般情况下受害人不会刻意躲避监控。
当天的307房间有住户，该客人向警方透露说4点十几分好像听到隔壁有女人的呼叫声！换句话说受害人可能是四点以后遇害、四点以前进入宾馆的？那就调查一下下午3点半~4点之间附近的监控探头或许能找到一些线索。缩小了时间范围后警方很快就在15点51分看到嫌疑人在宾馆外的画面，顺着监控探头继续往前追踪后警方又发现嫌疑人在一个综合菜市场门口停了下来似乎在等人，之后和一位身穿红色上衣黑色短裙的女子出现在画面中，两人一路都有交流嫌疑人等的人应该就是该女子。
