專案組民警分頭行動，以案發現場附近和銀行自動取款機監控錄像為突破口，鎖定了兩名犯罪嫌疑人的體貌特征。隨著案情的不斷進展，民警發現犯罪嫌疑人具有較強的反偵查能力。經過近一個月的縝密偵查，民警終于在臨沂市發現了犯罪嫌疑人的蹤跡。7月8日，專案組民警迅速行動，在臨沂市將犯罪嫌疑人張某某（男，26歲，臨沂市沂南縣人）抓捕歸案，另一名犯罪嫌疑人李某某（男，26歲，臨沂市沂南縣人）相繼落網。
經審訊，犯罪嫌疑人張某某、李某某對搶劫作案的犯罪事實供認不諱。原來，犯罪嫌疑人張某某與同村同學李某某一直無固定工作。今年年初，生活窘迫的兩人在閑聊時說按摩行業來錢很快，搶劫按摩女應該是個很好的發財之道，兩人一拍即合，并開始醞釀具體的搶劫計劃。兩人將作案目標選擇在臨朐。兩人先到臨朐“考察”，確定區域后開始踩點，尋找作案目標。
經過精心謀劃，6月13日，兩人準備好作案工具，來到了臨朐縣城秦池路。為確保萬無一失，兩人先是在附近進行“偵查”，接近中午時進入了一家足療按摩店。
進店后，店內只有一名女員工，趁女子熱情接待時，兩人將女子的頭蒙住，用準備好的鞋帶將女子的手腳捆綁。女子大喊救命，張某某用店內的菜刀對女子進行威脅。兩人從女子包內翻找到200元現金、兩部手機和四張銀行卡，并要挾女子說出銀行卡密碼，被綁女子想隨便說個密碼打發歹徒，沒想到兩人用女子的手機驗證密碼真假，在兩人的威脅下，女子只好將銀行卡的密碼告知歹徒。
得到密碼后，犯罪嫌疑人張某某、李某某將現場所有觸摸過的物品都用水進行了沖洗，然后去取四張銀行卡的存款。兩人在自動取款機上提取了18000元現金。為防止被追蹤，兩人先是打車到了青州，又在青州坐上了去淄博的客車，在車上分贓后，兩人在淄博市沂源縣分手，各自回家。
