新疆警方出動大量警力開始對烏魯木齊市、石河子市十戶灘鎮北野鎮、東阜城等地區進行大規模的摸排，物證組則從查槍袋入手，開始周密細致的調查。北京市408專案組的于春陽聽到新疆發生的案子后，覺得犯罪分子的作案特征與北京的幾起案子相似，他立即致電新疆公安廳陸懷疆副廳長，要求調彈以供分析。新疆方面經過研究，同意北京的請求。兩地并案偵察的可能性越來越大，從目前形勢看來，狡猾的罪犯就要起到窮途末路了。而此刻的白寶山、關天明自以為案子作得神不知鬼不覺，正像沒事人似的在十戶灘鎮上遛達呢！

案情分析會上，因人影庫并未丟失任何東西，這令在場的大部分公安感到莫名其妙。但其中的一大疑點促使大家不敢松懈，偵破工作從查槍開始。來新疆后，白寶山的計劃一時難以實現，他覺得很窩火，從不喝酒的他和關天明喝了個一醉方休。正當兩人喝得臉紅脖子粗時，竄門回來的謝玉敏興高采烈地說，她從劉傳榮女兒處聽說烏魯木齊市有個邊疆賓館。想不到這里竟是一個異常活躍的邊貿市場，很多維族人竟用旅行包提著成捆的錢做倒匯生意。新的作案計劃馬上在白寶山的頭腦中形成了！

根據李明提供的情況及對408案發現場的彈痕分析，專案組制定出對犯罪嫌疑人的摸排地點便定在337公路總站附近。工作人員分成兩部分行動，一部分負責找裝槍袋，另一部分負責摸排。然而雖作出了大量的工作，兩方面都無任何進展，槍袋沒有找到，摸排也一無結果。事實上，在摸排過程中，民警曾到過白寶山的家，但表面老實巴交的白寶山并未引起他們的注意。工作重點不得不放在對75－18子彈彈源的調查上，經過器量的分析、比對、最后確定彈源應在蘭州軍警。

張學良告訴王樹翰，他不止打落牙齒和血吞，是連舌頭都咬斷了，一山容不了二虎，王樹翰聽出他未竟的狠厲之意，勸他不要魯莽行事。楊宇霆帶著常蔭槐去找張學良，他認為東北鐵路應該聯通聯運統一管轄，必須成立東北鐵路督辦總署，督辦必須是常蔭槐，兩人拿出公文和筆一定要張學良簽字，張學良說這涉及外交不可草率，看兩人不依不饒退一步說留二人吃飯再說，兩人卻拒絕了稱晚上再來。看著兩個時時在自己面前都要說一不二的人離開的身影，張學良叫來了警衛處長高紀毅，命令他以阻撓國家之罪在帥府老虎廳辦了他們。夜晚，毫不知情的楊宇霆和常蔭槐進入了老虎廳，兩人還嬉笑著談論酒菜，就被早就整裝待命的警衛制服并立即處決了，張學良關上臥室門，聽到槍聲的于鳳至驚惶的抱住了他。張作相等人到了帥府，楊常二人的尸體被拖出府外，面對張作相的質問，張學良說若是自己不對會向東北父老請罪，可他自問沒有做錯，張作相讓他好好辦理二人后事。東京方面一向認為張學良是楊宇霆的傀儡，楊宇霆被殺的消息令他們震驚，菊池武夫更是覺得如此棘手的繼承權問題張學良沒有選擇向日本尋求一絲的幫助，很可能說明他的內心激蕩著某種反日情緒。鮑毓麟和張廷樞玩笑般說起張學良手段厲害，張作相嚴

調查中不斷出現新的線索，范圍也逐漸圈定在石河子一帶，最重要的是物證組找到了縫提槍袋的當事人，而且縫包人提供了更加詳細的犯罪分子的體貌特征，及當時所騎摩托車的特征。據此技術人員從電腦上模擬出了兩案犯的畫像，這為進一步開展工作提供了很多方便。通過對彈殼標本、及彈痕的鑒定，北京408系列槍案和新疆819案正式并案，北京方面由五局副局長岳長峰、刑偵處處長劉維震帶隊的工作組火速飛往新疆，兩地公安聯手出擊的局面已然形成。