案情迅速上报，经由四川省公安厅直报公安部，并指令福建省警方布控缉拿。仙游县公安机关立即部署抓捕行动，配合绵阳警方追逃。
警方判断的追逃方向极为准确。陈清贵在杀人后，于15日凌晨乘公交逃往夹江县，从瓷砖厂取出6000元货款，宿于当地宾馆，之后辗转成都、重庆，由水路返回福建，最终乘车回到仙游县。
11月23日晚，他沿小路翻山潜回赖店镇井田村。
但在他尚未进家前，警方早已布下天罗地网。他的妻子、母亲、妹妹及子女，早已从陈清贵弟弟的来信中得知他在绵阳犯下命案。
全家既愤恨又恐惧，因此当他深夜叩门时，无人敢开。
陈清贵在门外苦苦哀求，称自己死罪难逃，只求见家人最后一面。最终妹妹陈丽明心软开门。
一进门，他便遭到老母亲痛骂：“你杀了四个人，还有什么脸回来！”陈清贵自知罪孽深重，不敢久留，转身逃往当地着名的东山寺。
东山寺山高林密，素有“南少林”之称，香客与习武者众多。
绵阳与仙游两地干警联合行动，包围寺院，直入住持禅房。
住持辨认照片后指出，陈清贵确于前日入寺，现正在后院休息。
干警迅速突入房间，将仍在酣睡的陈清贵一举抓获。尽管他惊醒后有所挣扎，但终究被制服押上警车。
12月5日下午3时，陈清贵被押回绵阳市。
预审室内，灯光刺眼。主审官是市公安局局长任石林，副审为预审处资深警官尹维胜。陈清贵表面故作镇定，却难掩沮丧。
连续两日审讯，他始终沉默。直到警方转变策略，利用其“重感情”的心理弱点展开攻心，他终于崩溃落泪，如实供述罪行。
“是我杀的……我有罪，我该死。”他哽咽着交代了整个作案过程。
1992年初，陈清贵从福建来绵阳做瓷砖生意，期间在火锅店结识李玉。
两人很快同居，陈清贵为她在七星楼对面开设瓷砖门市，并出资支持她经营火锅店，但不足两月便亏损关门。
1993年7月，陈清贵原配妻子陈丽霞从福建赶来，发现丈夫另有家室，激烈争吵后携公公返回老家。
陈清贵选择留在李玉身边，但两人关系仍不断恶化。
李玉后来结识其他异性，并逼迫陈清贵尽快离婚，还写下协议要求赔偿五万余元。
案发当晚，两人再次因货款和离婚事宜发生争执，陈清贵情绪彻底失控，先后将李玉、其父、其弟及女婴全部杀害。
杀人后他清洗凶器、烧毁协议、换衣逃离，原打算回老家见亲人最后一面再自杀，但最终被捕。
1993年12月28日下午，绵阳市南河体育中心召开四万五千人公审大会。
故意杀人犯陈清贵被押赴会场，经法院宣读裁定，最终执行枪决。
一声枪响，终结了他罪恶的一生。