Thấy 2 chiến sĩ công an bị ngã, chúng dựng xe lên định chạy tiếp thì bị chết máy. Quan sát thấy ông Phạm Thái Tương đang chạy xe máy theo chiều ngược lại, Tuấn chạy đến, chĩa súng vào ông Tương, buộc ông này phải đưa xe cho chúng để chạy trốn. Tuy bị uy hiếp, ông Tương vẫn chống cự. Ngay lập tức, Tuấn bắn vào mặt nạn nhân nhưng rất may viên đạn chỉ xuyên qua phần mềm thái dương và má phải, ông Tương may mắn thoát chết. Thấy ông Tương bị ngã xuống đường, chúng cướp xe chạy tiếp.
Nhận được yêu cầu trợ giúp từ đồng đội, chiến sĩ công an thực tập Lê Thanh Tâm cùng đồng đội lập tức đuổi theo hai tên cướp. Bị truy đuổi gắt gao, chúng vứt xe chạy bộ vào một khoảng rừng ven đường. Thấy có chiếc cống thoát nước, Trung chui vào trốn, Tuấn thì chạy vào rẫy của ông Đặng Văn Trưng (ở xã Long Giao, huyện Cẩm Mỹ) tiếp tục dùng súng khống chế ông Trưng với ý định cướp xe hòng tẩu thoát.
Ngay lúc này, chiến sĩ Tâm đã đuổi kịp được Tuấn. Thấy Tuấn đang dùng súng khống chế ông Trưng, anh Tâm lao vào bắt thì bị Tuấn bắn vào ngực (sau đó đã hy sinh). Sau đó, Tuấn chạy đến nhà anh Thượng Văn Ly cướp một xe máy Dream. Bị anh Ly và anh Nguyễn Văn Thanh chống trả, tên Tuấn dùng súng bắn 2 phát trúng vào phần mềm sau gáy anh Thanh, tiếp tục cướp xe máy hòng trốn thoát.
Nhận tin đồng đội mình bị hy sinh, hàng chục cán bộ Công an huyện Cẩm Mỹ cùng công an các xã đã tăng cường lực lượng, quyết tâm truy bắt bằng được hung thủ. Tuấn thấy vậy liền tìm chỗ lẩn trốn, nổ súng chống cự. Sau màn đấu súng, Tuấn đã bị lực lượng công an hạ gục. Về phần tên Trung, sau nhiều giờ trốn dưới ống cống cũng bị tóm gọn.
Từ lời khai của Trung, cơ quan công an đã khám phá hàng loạt vụ án do bọn chúng gây ra trên địa bàn nhiều tỉnh, thành. Lần theo dấu vết, công an đã bắt giữ thêm Nguyễn Hoàng Mạnh (SN 1988), Trịnh Công Vững (SN 1990, cùng ngụ huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai) và Phạm Hữu Thịnh (SN 1988, ngụ TP.Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai).
Cụ thể, vào tháng 5.2011 Tuấn rủ Trung đến TP.Buôn Ma Thuột (Đắc Lắc) mua súng làm hung khí để đi cướp tài sản. Với lý do đã đưa tiền, nhưng Nguyễn Hữu Dũng không đưa súng nên vào ngày 29.5.2011, Tuấn chở Trung đến nhà Dũng để đòi súng nhưng Dũng nói là chưa có. Tức vì bị nuốt lời, Tuấn dùng 2 con dao đâm 14 nhát làm Dũng chết tại chỗ.
Ngoài ra, vào đầu tháng 6.2011, Tuấn, Trung cùng đồng bọn tổ chức nhiều vụ cướp táo tợn khác, như vụ đạp ngã xe một đôi nam nữ tại Thanh Hóa rồi dùng dao khống chế cướp xe, ví tiền và nhiều nữ trang. Tại Đồng Nai, vào ngày 8.7.2011, Tuấn, Trung rủ Vững và Mạnh dùng súng K59, súng bắn điện để đi cướp. Thấy có chiếc xe SH do anh Nguyễn Quốc Dũng (ngụ xã Phước Bình, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai) đang dựng trước quán nhậu, đợi khi nạn nhân ra về, Tuấn dùng súng bắn chết anh Dũng và bắn bị thương người ngồi sau là anh Nguyễn Thanh Tuấn để cướp chiếc xe. Biết là xe do phạm tội mà có, nhưng Thịnh vẫn mua lại với giá 46 triệu đồng.
Ngoài những vụ nêu trên, chúng khai trong vòng chưa đầy hai tháng (từ 29.5 - 19.7.2011), nhóm này đã thực hiện 4 vụ cướp, giết người tại các tỉnh Thanh Hóa, Đắc Lắc, Đồng Nai, làm chết 3 người và bị thương 4 người.
Tại phiên tòa sơ thẩm, HĐXX TAND tỉnh Đồng Nai đã tuyên phạt Trung tổng hợp hình phạt là tử hình, Mạnh bị tuyên tổng hợp hình phạt là tù chung thân; Vững bị tuyên tổng cộng 25 năm tù về 2 tội danh “giết người” và “cướp tài sản”; Thịnh bị tuyên tổng hợp hình phạt là 5 năm tù về 2 tội “tiêu thụ tài sản do người khác phạm tội mà có” và “không tố giác tội phạm”.
Cho rằng mức án nêu trên là quá nặng, các bị cáo Trung, Mạnh, Vững làm đơn kháng cáo xin giảm nhẹ hình phạt lên Tòa phúc thẩm, TAND Tối cao. Tuy nhiên, xét thấy hành vi của các bị cáo là đặc biệt nghiêm trọng, nhân thân các bị cáo xấu, có nhiều tiền án, phạm tội nhiều lần với hung khí nguy hiểm, gây ra cái chết của 3 người, trong đó có 1 chiến sĩ công an nên sau khi nghị án, HĐXX Tòa phúc thẩm đã tuyên bác đơn kháng cáo của các bị cáo, giữ nguyên bản án sơ thẩm.