最让村民们印象深刻的是，在2004年麦收时期，王仙卿曾专程来到青山村，找到余家，再次因为分手和孩子的抚养权问题与于家人发生了激烈的争吵。当时，王仙卿情绪激动，随手拿起院子里的一把斧头，挥舞着对余家人大喊大叫，声称要把余家人全都杀光，场面十分吓人。后来，周围看热闹的村民越来越多，大家纷纷上前劝说、阻拦，才把王仙卿劝走，避免了一场冲突。
让人没想到的是，回到江西老家后，王仙卿并没有就此罢休，反而变本加厉地对余家人进行威胁。他先后给余家寄来了八封信，而这些信，每一封都是用鲜血写就的血书，字里行间充满了仇恨和恐吓，言语恶毒，令人不寒而栗。在那个通讯已经逐渐发达的年代，打电话、发短信都十分方便，可王仙卿却特意写下血书寄来，足以见得他的行事风格极为狠辣，内心的怨恨已经到了极点。
至此，案情终于初露端倪，王仙卿被锁定为这起纵火杀人案的重大犯罪嫌疑人。他与余翠有感情纠纷，曾多次威胁报复余家人，具备明确的作案动机；而且他性格暴躁、行事极端，有做出纵火杀人这种恶性案件的可能。
鉴于案情重大，社会影响恶劣，安徽省宿州市时任公安局局长、分管副局长以及刑警支队的领导们也迅速赶到案发地，召开了紧急的案情分析会。会上，领导们对案件的现有线索进行了全面梳理和分析，明确了侦查方向和重点，随后分别成立了案件侦破组和案件指挥组，各司其职，协同作战，全力推进案件的侦破工作。
专案组和指挥组成立之后，再次对警力进行了调整和部署，决定兵分两路，展开跨区域侦查。一路人马即刻动身前往浙江温州，重点调查王仙卿在温州的工作、生活轨迹，排查他案发前后的行踪，寻找与案件相关的蛛丝马迹；另一路人马则前往江西九江，深入王仙卿的老家，对他的家人、亲戚、朋友等社会关系进行全面梳理和调查，了解他的性格特点、过往经历，同时留意他是否潜回老家藏匿。
就在案发第二天，负责在青山村走访排查的民警又得到了一条重要消息，为案件的侦破提供了新的方向。据村子西头的村民吴某回忆，案发当天晚上九点左右，他正在家里睡觉，突然被一阵急促的敲门声惊醒。当时他以为是邻居有急事，便迷迷糊糊地起身，走到门口问道：“谁呀？”
门外传来一个陌生男子的声音，带着明显的外地口音，语气有些急促地问道：“这是夹沟镇青山村吗？”吴某当时还没完全清醒，随口应了一声：“啊，是啊。”随后，他就听到门外传来汽车发动机启动的声音，渐渐远去。可没过多久，那辆汽车的发动机声音又传了回来，在村子附近绕了一圈后，才再次消失在夜色中。
专案组接到这条线索后，立刻进行了分析研判。从男子的口音和询问的内容来看，他显然不是青山村本地人，甚至对夹沟镇的地理位置也不熟悉，很可能是专程从外地赶来作案的。而他乘坐的汽车，很可能就是作案时使用的交通工具，之所以在村子附近往返，大概率是在确认具体位置，或者是在观察现场的动静，寻找作案时机。
结合之前的线索，专案组推测，嫌疑人很可能是搭乘出租车从宿州城区或周边城市赶来青山村作案的。基于这个判断，专案组立刻组织警力，对宿州、徐州、蚌埠三地的所有出租车司机展开了拉网式的走访排查，向他们发放嫌疑人的体貌特征描述，询问案发当晚是否拉乘过类似的乘客前往夹沟镇青山村。
这场排查工作异常艰苦，三地的出租车数量众多，司机流动性大，想要在短时间内找到目标车辆和司机，难度极大。但民警们没有放弃，日夜不停地走访、询问，不放过任何一条可疑线索。功夫不负有心人，经过连续数日的艰苦工作，民警们终于找到了那辆涉案的出租车，也联系上了当时的司机。
据出租车司机回忆，案发当天晚上八点左右，他在宿州市新汽车站附近拉乘了一名年轻男子。这名男子大约20岁左右，身材比较单薄，又瘦又小，说话带着明显的江西口音，一看就是外地人。男子上车后，就要求司机把他送到夹沟镇青山村，并且一路上都很沉默，脸色阴沉，眼神有些飘忽，显得十分反常。
除此之外，男子随身还带着一个旅行包，另外还有几个鼓鼓囊囊的塑料桶和一个液化气罐，看起来分量不轻。司机当时还觉得有些奇怪，询问男子带这些东西做什么，男子只是含糊地回答说“回老家用”，并没有多说。到达青山村附近后，男子让司机在村口停下，自己提着东西下了车，朝着村子里面走去，司机则驾车返回了城区。
司机描述的男子体貌特征、口音、携带物品等情况，与王仙卿的信息高度吻合。这一发现，让王仙卿的作案嫌疑再次急剧上升，也让专案组更加确定，王仙卿就是这起纵火杀人案的真凶。
两天之后，案件又有了新的进展。有群众向专案组举报，称在浙江温州看到过王仙卿的身影。专案组立刻抽调警力，火速赶往温州开展抓捕工作。可当侦查人员赶到举报地点时，王仙卿却已经不见了踪影，再次消失在侦查人员的视野之中，仿佛人间蒸发一般。
侦查人员没有气馁，立刻对王仙卿在温州的社会关系展开调查，很快就找到了他的姐姐。据王仙卿的姐姐透露，王仙卿早在10月13号就已经离开了温州，临走之前，他还跟姐姐说，自己要回老家，准备去当兵。可侦查人员立刻与江西九江当地的警方取得联系，核实后发现，王仙卿根本没有回到老家，他所说的“回老家当兵”，不过是一句谎言，目的很可能是为了掩人耳目，躲避追查。
更可疑的是，案发之后，王仙卿曾经给他姐夫家打过一个电话。当时，警方已经前往王仙卿的老家进行走访排查，他的家人也已经知晓了宿州发生的纵火杀人案。电话接通后，家人试探性地问他，那起杀人放火的案子是不是和他有关系。王仙卿听到这个问题后，显得十分惊慌失措，说话支支吾吾、语无伦次，一个劲儿地否认：“不是不是，跟跟跟我没关系。”说完之后，就匆匆忙忙地挂断了电话，之后再也没有联系过家人。
这一系列的反常行为，更加坚定了专案组的判断，王仙卿就是本案的真凶。他在案发前离开温州，案发后刻意隐瞒行踪，接到家人电话时惊慌失措，种种迹象都表明，他心中有鬼。随后，专案组立刻签发了通缉令，将王仙卿列为网上逃犯，在全国范围内展开追捕。
10月18号，专案组接到可靠线报，称王仙卿在江苏徐州出现，很可能准备从徐州乘坐火车或汽车逃往其他地方。专案组立刻投入重兵，火速赶往徐州，在当地警方的大力配合下，对徐州的汽车站、火车站以及周边的宾馆、网吧等人员密集场所展开了严密的排查和布控，实施抓捕行动。
经过周密部署和紧张排查，当天晚上，侦查人员在徐州一家不起眼的小旅馆里，将正准备收拾东西逃跑的王仙卿成功抓获。面对突然出现的民警，王仙卿先是惊慌失措，试图反抗，但很快就被民警制服，戴上了冰冷的手铐。这个背负着三条人命、犯下滔天罪行的凶手，终于落入了法网。
被抓获后，王仙卿深知自己的罪行已经败露，在民警的审讯下，心理防线很快就崩溃了，对自己纵火杀人的犯罪事实供认不讳，详细交代了整个作案过程和作案动机。