赴阿拉善左旗一路的幹警稍微順利一些，他們了解到：杭萬林在服刑期間幾次脫逃，1992年冬天脫逃在外，在冰天雪地差點被凍死，被管教幹部尋回救活了，但右腳趾骨因被凍傷而截掉。由此，幹警們認定屍骨即為杭萬林，案件取得突破性進展。
寧夏、內蒙的情況及時反饋回來，縣公安局主管刑偵工作的副局長王沛林帶領刑偵隊和派出所民警，在長慶橋和柴慶寧的家鄉經過進一步調查獲知，柴慶寧在1994年春節前的一天晚上，在租住屋內和丈夫杭萬林吵過架，此後再未見到杭的身影。吵架時還有柴慶寧的弟弟柴知郎在場。至此，死者確定，凶手有可能就是柴慶寧和柴知郎。經進一步調查得知，柴慶寧在銀川開飯館，並有兩個孩子。而柴知郎在陝北和慶陽交界處做生意。在華池縣公安局的配合下，偵查員們在該縣一個個體飯館將柴知郎抓獲。經連夜審訊，柴知郎如實交代了他和姐姐一起殺死杭萬林的罪行。
原來，柴慶寧和杭萬林長期感情不和，1994年年底，慶陽某縣法院審理了柴慶寧與杭萬林離婚案件，判決兩人離婚，兩個孩子，女孩由柴慶寧撫養，男孩由丈夫杭萬林撫養。1995年農曆臘月29日晚上，杭萬林找到柴慶寧租住的房屋，以做生意為由，向柴慶寧要錢，並掏出一把刀子威逼柴慶寧說，你如果不給錢，我就要把孩子帶走，在柴慶寧不同意的情況下，他強行將孩子帶出門外，柴慶寧見狀，趕忙追出去，一邊讓弟弟領回孩子，一邊從懷中取出一把菜刀，朝杭萬林的頭部連砍3刀，致杭萬林倒地。怕被人發現，柴慶寧叫弟弟和她一起將滿臉血跡的杭萬林攙回房內，用毛巾將其頭部包紮。到了翌日淩晨5時許，杭萬林因流血過多死亡。柴慶寧一時慌了，問弟弟該咋辦？弟弟說你看著辦。柴慶寧就去尋找拋屍地點。1995年臘月30日晚，姐弟倆慌忙用屋裏的床單、毛巾以及杭萬林的衣服，將杭的屍體一包，用木板托住，放在自行車上，趁半夜無人運至隧洞用汽油焚燒。之後，他和柴慶寧畏罪潛逃，不知姐姐逃到什麼地方去了。
在寧夏調查的魏正君他們得知柴知郎被抓的消息，異常高興，更堅定了尋找柴慶寧的決心，他們帶著柴慶寧的照片，在銀川市的大小賓館、飯店一一查找，後在銀川市郊紅花鄉查到柴慶寧租住的房屋，但隻有兩個孩子在，柴慶寧卻不知去向，據房東和孩子說，柴慶寧不知在哪個單位上班，一直未回，兩個孩子暫由房東撫養。在守候未果的情況下，偵查員們隻好撤回，後經多方調查，也未查到柴慶寧的蹤跡。
在以後的幾年裏，盡管涇川縣公安局主要領導換了幾任，但對此案的偵破工作始終未停止，先後多次到陝西、寧夏、內蒙、慶陽等地尋找線索。
2004年11月初，涇川刑警大隊獲得一條線索：柴慶寧現化名楊麗，在銀川市某酒店打工，並掌握到其手機號碼。隨後，主管刑偵工作的副局長魏正君、刑警大隊教導員楊建政一行，立即驅車趕往銀川。到達某酒店附近，他們以客人身份與柴慶寧取得聯係，確定其在酒店某房間後，便實施抓捕。
麵對涇川刑警，柴慶寧在呆愣片刻後說：“我知道遲早有這一天，我跟你們走。”