李建军决定调整侦查方向，一方面继续在邯郸排查，另一方面对牛世江之前的社会关系展开调查，希望能找到他的藏身之处。
调查发现，牛世江没有固定的亲属关系，唯一的联系是他在山东菏泽的一个远房表哥。
警方赶到菏泽，找到其表哥询问，对方却表示已经多年没有联系，不知道牛世江的下落。
就在案件陷入绝境时，一个意外的线索出现了。
警方在排查牛世江的通话记录时发现，他在逃离登封前，曾用高某的手机拨打过一个电话，号码归属地是天津。
“他为什么要打这个电话？是联系同伙，还是有其他落脚点？”
警方立刻联系天津警方，请求协助调查。
2017年2月24日，天津警方传来消息：前不久，天津某小区发生一起入室盗窃案，嫌疑人的作案手法与牛世江高度相似——都是通过社交软件搭讪女性，获取信任后进入对方家中盗窃财物。
更重要的是，案发现场提取到的指纹，与牛世江的指纹完全吻合！
“牛世江跑到天津去了！”这个消息让整个专案组精神一振。李建军立刻带领队员，连夜赶往天津，与天津警方汇合。
通过天津警方的监控追踪，警方发现牛世江在天津作案后，并没有立刻逃离，而是住在市区一家不起眼的小宾馆里。
2017年2月25日下午1点，在天津警方的配合下，警方包围了这家宾馆的308房间。
“不许动！警察！”房门被踹开的瞬间，李建军带领队员冲了进去。房间里，一名男子正躺在床上睡觉，看到突然闯入的警察，瞬间惊醒，想要反抗，被警方当场控制。
然而，当警方摘下男子的口罩时，却发现他并不是监控画面中的神秘男子。“你们抓错人了！我不是牛世江！”男子大声喊道。
警方感到疑惑，通过身份核实，确认该男子名叫张某，是天津本地人，没有犯罪前科。
“那你身上为什么会有牛世江的手机？”警方在张某的口袋里，发现了高某的手机——这正是牛世江从案发现场偷走的财物之一。
面对警方的审讯，张某终于说出了真相：2016年12月28日，他乘坐从登封前往郑州的长途汽车时，坐在他旁边的牛世江下车时，不小心将手机落在了座位上。
张某看到后，一时起了贪念，将手机藏了起来，之后一直自己使用。“我根本不认识什么牛世江，也不知道这手机是偷来的！”
这个意外的插曲，让警方的追踪工作再次陷入被动。但好在，通过张某的供述，警方确认了牛世江确实乘坐了那辆长途汽车前往郑州，之前的追踪方向并没有错。
第七章 落网后的真相大白
天津警方没有放弃，继续对牛世江的踪迹展开排查。
2月25日下午3点，宾馆前台反映，308房间的客人是前一天入住的，登记信息显示名叫“李强”，但身份证号码是伪造的。
不过，该客人在入住时，曾用现金支付房费，且监控显示，他入住后不久，曾外出购买过一包香烟，方向是市区的火车站。
警方立刻调取了火车站周边的监控，发现“李强”正是牛世江伪装的。
他在购买香烟后，并没有前往火车站，而是打车前往了另一家宾馆。下午4点，警方在这家宾馆的502房间，成功将牛世江抓获。
面对警方的审讯，牛世江起初还想抵赖，但当警方拿出案发现场的指纹、鞋印等证据时，他的心理防线彻底崩溃，如实供述了杀害高某的犯罪事实。
牛世江交代，他出狱后，一直靠盗窃为生。
2016年12月，他在一款社交软件上认识了高某，看到高某经常在朋友圈晒吃喝玩乐的照片，觉得她经济条件不错，便刻意伪装成“做工程的老板”，对高某嘘寒问暖，还承诺送她一条价值三千元的铂金项链，引诱高某与他见面。
12月27日下午，牛世江按照约定，来到高某入住的宾馆房间。
两人见面后，相谈甚欢，随后发生了亲密关系。之后，他们一起去吃了火锅、唱了歌，期间高某喝了不少酒。
回到宾馆后，高某突然向牛世江索要三千元现金，说想自己去买项链。
“我根本没打算送她项链，就是想骗她信任，趁机偷她的财物”，牛世江低着头，声音沙哑，“我跟她说没钱，她就不乐意了，跟我吵了起来。”
争吵中，高某情绪激动，威胁牛世江：“你要是不给钱，我就报警说你强奸我！”这句话戳中了牛世江的软肋——他有盗窃前科，如果再背上强奸的罪名，肯定会被判重刑。
“我当时脑子一热，就想让她闭嘴”，牛世江的身体开始发抖，“我顺手拿起身边的枕头，捂住她的口鼻，她拼命挣扎，我就用手按住她的脖子，不让她呼吸。过了几分钟，她就不动了。”
确认高某死亡后，牛世江感到非常害怕，但很快冷静下来。
他在房间里翻找了一番，偷走了高某的手机、钱包（里面有现金八百多元）和一条金手链，然后迅速清理了现场的痕迹，背着背包逃离了宾馆。
之后，他辗转登封、郑州、新乡、邯郸等地，最后逃到天津，继续实施盗窃，直到被警方抓获。
2017年3月，登封市人民检察院以故意杀人罪、盗窃罪对牛世江提起公诉。法庭上，牛世江对自己的犯罪行为供认不讳，当庭表示认罪悔罪。最终，法院依法判处牛世江死刑，剥夺政治权利终身。