警方的破案过程，可以说非常曲折，李进东做下的第一个案子，是1996年12月16号，杀死了穿貂皮大衣的魏有良。
12月17号早晨八点多，服务员在过来打扫卫生的时候，敲了几下门，发现里面没有动静，于是轻轻推的一下，由于里边没有锁门，所以一下就进去了。
结果她刚一进门，就看到了床上的惨状，于是赶紧跑了出去，打电话报警了。
警察赶到现场之后，经过一番勘察，发现除了当时作案用的那把斧子，就再也没有其他的物证了。
根据服务员反馈的情况，跟魏有良住在一个房间的人，好像是邯郸口音，年龄在三十岁左右，身高大概一米七出头，身份证上登记的名字叫袁章平。
警方马上兵分两路，一路人马对火车站、汽车站、以及出城的主要道路进行布控，另一组人马按照登记的身份证信息，去了袁章平的老家邯郸市大名县。
几经周折后，警察找到了认识袁章平的邻居，从邻居口中得知，袁章平半个月之前出门了，而且他改姓了，现在叫武章平了。
这一下就非常可疑了，警察又赶紧前往袁章平位于周庄的新家，开始蹲点埋伏，到了第二天晚上，袁章平骑了一辆自行车，屁颠屁颠的回来了。
警察一拥而上，直接将其拿下，接着马上带回村委会进行突审。
袁章平一脸懵逼，现在改个名也犯法吗？至于来这么多人吗？
袁章平告诉警察，自己因为家里条件太差，就当了倒插门女婿，因为以后孩子得随女方的姓，自己干脆就把姓也给改了，至于之前的身份证，早就不知道哪里去了，可是是有一次钱包被偷，一起被偷走了。
随后经过调查，袁章平这段时间一直都在隔壁村子帮人做木匠活，很多人都可以作证，根本不具备作案时间。
警方又将袁章平的照片和说话录音带回去给旅店的服务员辨认，服务员也确定不是此人，袁章平的嫌疑被解除了。
由于李进东当天晚上就跑了，设卡拦截的警察自然也是一无所获，线索到这里就断了。
在当时的刑侦条件下，这种流窜随机作案的方式，查起来非常困难，尤其是在旅社房间这种地方，杀人的时候没有目击者。
警方只能靠服务员记住的大致体貌特征，绘制了一副嫌疑人画像，随后印成协查通报，下发到各个酒店和车站，让他们注意袁章平和杨春峰的身份证信息，采用这种大海捞针的方式进行排查。
但是协查通报的下发的范围有限，而且旅店宾馆那么多，很难做到全部覆盖，因此接下来连续发生的几起命案，给警方带来了很大的压力。
而李进东在济南留下的那枚清晰的指纹，随后被送到了指纹库进行比对，但当时都是人工操作，进展并没有那么快。
1996年6月16号，指纹比对结果终于出来了，这起系列杀人案的凶手，就是1993年杀死出租车司机王三的李进东。
警察马上大范围发出协查通报，对李进东的行踪进行调查，很快就收到了一条重要线索。
之前李进东住在李海霞家的时候，犯了一个致命错误，他把自己的真实姓名，告诉了村里人，村里有人看到了协查通报，马上就去报警了。
警察收到这条线索之后，先让当地派出所去村里暗中调查了一下，发现李海云家里确实有这么一个外地人，体貌特征全都对的上，于是赶紧布置，准备过去抓人。
结果这个环节却出了问题，李进东当天下午看到村里有警察过来，觉得有些不太对劲，就告诉李海云自己要回邯郸一趟，接着收拾一下东西，直接就跑路了。
警察扑了一个空，随后从李海云口中得知，李进东之前在张家口的东山坡租过一个房子，警察一边设卡堵截，一边带着李海云去了那个出租屋，发现房门紧闭，人并没有回来。
警察在这间出租屋里找到了一个破书包，里面有好几张银行卡，其中一张银行卡后面，写着于月定的名字，此人正是河南省新乡市九州宾馆的受害人。
另外警察还在出租房里发现了大量的酒店用品，到此时为止，警方基本可以确认，李进东就是这起旅馆系列杀人案的凶手。
由于此时李进东刚刚跑路，张家口警方马上封锁了所有出城的交通要道，并在当地电视台发出了通缉令，一时间整个张家口的老百姓，基本上都知道了这件事。