凌晨3點30分，溫州市公安局副局長徐鵬博親自帶隊，前往永嘉縣昆陽鄉抓捕潘志龍和潘斌武。
永嘉縣公安局調集了警察、武警、民兵共計五百餘人，形成了拉網式搜捕態勢——平均250人抓捕一人的規格，足以見得此案的重視程度。
潘志龍和潘斌武的老家東村、西村緊鄰大山，地形複雜，群山呈半圓形環繞，便於隱藏。
警方在村裡展開逐戶排查，同時對周邊山林進行搜捕，但連續幾個小時都沒有發現兩人的蹤跡。
就在搜捕陷入僵局時，一名村民向警方舉報：“昨天下午在翟田山割草時，看到一個長得像潘志龍的人，慌慌張張地往山裡跑。”
5月15日下午3點40分，警方調整部署，兵分四路對翟田山展開大規模搜山行動。
此時天空再次下起小雨，山路溼滑泥濘，民警們深一腳淺一腳地在山林中搜尋，不放過任何一個隱蔽角落。
天色漸暗時，一組民警在一棵楊梅樹下發現了異常——地面有新鮮的泥土翻動痕跡，旁邊還散落著幾片迷彩服的布料。
民警們立刻圍攏過去，大喊：“出來吧，我們已經看到你了！”片刻後，一個渾身沾滿泥土的身影從樹下的泥洞裡鑽了出來，正是潘志龍。
他雙手抱頭，聲音顫抖地大喊：“我投降，別殺我！”此時的他，頭髮凌亂，臉上佈滿劃痕，曾經的暴富夢早已被恐懼擊碎。
而潘斌武自案發後便一直心神不寧，看著警方大規模的搜捕行動，更是惶惶不可終日。
5月15日深夜12點，他帶著分得的18萬贓款，獨自一人來到永嘉縣公安局自首。
“我知道跑不掉了，心裡實在太害怕了，每天都睡不著覺。”面對民警，潘斌武懊悔不已，如實交代了自己參與劫案的經過。
最後剩下的汪明國，在得知潘海兵被抓後，意識到大事不妙，帶著贓款逃往文成縣妻子的孃家。
警方根據潘海兵的供述，迅速鎖定了汪明國的逃跑方向，向文成縣公安局發出協查通報。
文成警方立即行動，在全縣各主要路口設卡攔截，並對汪明國妻子的親屬住處進行嚴密監控。
5月15日下午，警方在汪明國岳父、岳母和大姨子家中，搜出贓款18萬元。根據親屬的供述，汪明國躲進了下令頭後山的白巖洞。
5月16日凌晨，警方組織警力包圍了白巖洞。這座天然溶洞地形複雜，岔路眾多，民警們小心翼翼地展開搜尋。
在溶洞深處，民警發現了蜷縮在角落裡的汪明國和他的妻子，兩人看到民警後，沒有任何反抗，乖乖束手就擒。
至此，歷時六天，這起震驚全國的假運鈔車劫案成功告破，四名嫌疑人全部落網。
2001年8月8日，溫州市中級人民法院公開審理了此案。
法庭上，潘海兵、汪明國、潘志龍對自己的犯罪事實供認不諱。
法院經審理認為，三人以非法佔有為目的，冒充銀行押運人員，騙取銀行鉅額資金，其行為已構成詐騙罪，且數額特別巨大。
潘斌武主動投案自首，如實供述罪行，具有從輕處罰情節。
最終，法院作出一審判決：潘海兵、汪明國、潘志龍被判處無期徒刑，剝奪政治權利終身；
潘斌武被判處有期徒刑15年，並處罰金5萬元；汪明國的大姨子王德因窩藏贓款，被判處有期徒刑一年半，並處罰金1萬元。
