案件发生后，公安部高度重视，多次听取案件有关情况汇报，研究确定工作方案，全程指挥案件侦破工作，并将此案列为部督案件，专门派员赴辽宁省朝阳市指导案件调查、取证和侦办工作。辽宁公安机关迅速抽调精干警力组成专案组，全力开展工作。
随着办案民警的走访调查和艰苦细致地缜密工作，多个活动于辽宁朝阳和周边省市的盗掘古文化遗址古墓葬的犯罪团伙浮出水面，这些团伙成员组织、分工明确，有的使用专业工具和设备进行踩点、盗掘古文化遗址古墓葬，有的游走于地下文物市场兜售所盗文物，形成从盗掘到销售的完整犯罪网络。
随后，专案组逐渐锁定了以姚某、冯某、程某等为首的10个盗掘犯罪团伙和175名犯罪嫌疑人，并收集掌握了他们大量盗掘古文化遗址古墓葬的犯罪证据。