ต่อมาตำรวจชุดสืบสวนได้ลงพื้นที่ตรวจสอบเพื่อหาหลักฐานในการติดตามกลุ่มผู้ก่อเหตุ โดยได้จับกุมตัวนายธนกิต เชื้อดวงผุย อายุ 20 ปี ได้ที่บ้านพักใน ต.บ้านแก้ง อ.นาแก ก่อนจะควบคุมตัวไปชี้จุดเกิดเหตุ รวมถึงจุดที่ผู้ต้องหาสารภาพว่าได้นำมีดพก ความยาวประมาณ 1 ฟุต ที่ใช้ก่อเหตุไปโยนทิ้งลงลำน้ำก่ำบริเวณสะพานลำน้ำก่ำ ถนนธาตุพนม - มุกดาหาร เขตบ้านต้อง ต.ฝั่งแดง อ.ธาตุพนม โดยประสานเจ้าหน้าที่ชุดประดาน้ำ ทีมกู้ภัยสว่างนาวาธาตุพนม ลงไปงมค้นหาอาวุธมีดเพื่อนำมาประกอบในสำนวนคดี นอกจากนี้ยังได้ขยายผลติดตามจับกุมกลุ่มเยาวชนที่ร่วมก่อเหตุอีก 3 คน ซึ่งมีอายุไม่เกิน 19 ปี โดยได้ควบคุมตัวมาสอบสวนที่ร่วมกับสหวิชาชีพ เบื้องต้นมีการแจ้งข้อหาร่วมกันทำร้ายร่างกายผู้อื่นจนถึงแก่ความตาย
พ.ต.อ.ศรีนคร นัยวัฒน์ ผกก.สภ.ธาตุพนม เปิดเผยว่าจาการสอบสวนเบื้องต้นผู้ต้องหาให้การรับสารภาพว่า หลังออกมาจากเที่ยวงานนมัสการองค์พระธาตุพนมกับเพื่อน 3-4 คน ขณะขี่รถจักรยานยนต์กำลังจะกลับบ้านที่ อ.นาแก ได้พบกับกลุ่มวัยรุ่น ต.น้ำก้ำ อ.ธาตุพนม ประมาณ 10 คน ขี่รถจักรยานยนต์สวนมา และมีการตะโกนด่ากันด้วยสาเหตุว่าไม่พอใจกันตามประสาวัยรุ่น จนเกิดการชุลมุนชกต่อยกันขึ้น โดยนายธนกิต ผู้ต้องหา มือแทง อ้างว่าขณะเกิดเหตุได้ชักมีดพกออกมาเพื่อป้องกันตัว และจ้วงแทงไปโดยไม่ได้ตังใจ และไม่รู้ว่าแทงถูกใครบ้างก่อนจะหลบหนีไปคนละทางกับเพื่อน มารู้ทีหลังว่ามีคนตายเมื่อตำรวจตามไปจับกุมตัวที่บ้าน
