新疆方面的侦查工作取得突破性进展，白宝山被定为重大犯罪嫌疑人，此线索被新疆警方以石河子刑警大队的名义电告了北京市公安局。
北京市局接到新疆方面提供的线索，立即行动起来。北京市公安局专案组负责人傅证华通知石景山分局刑警队，根据新疆提供的线索，马上出动，迅速缉捕白宝山。
石景山刑警队先与派出所联系，摸清外围情况，得知白宝山的户口刚刚批下来，还未最后办理。片警做过访问，对白宝山家比较熟悉，提供了白宝山在北辛安和模式口两处居住地的地址。北京方面的侦查员决定以白宝山的户口问题为契机，把他带到派出所，再适时予以逮捕。
晚上7点，刑警大队和派出所民警一行四人来到北辛安白宝山的住所。白宝山不在，他们又来到模式口白宝山母亲家，敲开了房门。开门的正是白宝山，显然他毫无防备。片警说：“你的户口市局批下来了，是8月25日批的，你跟我们去趟派出所，把表格填一下。”白宝山是个聪明人，一看来了四位警察，立刻明白了这是怎么回事。白宝山说：“好吧，你们等我穿件衣服。”说着，他转身走过去，要拉柜门。Q就放在柜子的抽屉里，zd顶着火。这个时候，白母推门走了进来，白宝山迅速放弃了反抗的念头。他穿好衣服，对母亲说：“没什么事儿，我的户口批下来了，民警同志要我跟他们去办户口，完事就回来。”然后，他跟警察出去，上了车。
在当晚的问讯中，白宝山态度十分顽固。
9月6日北京警方凌晨对白宝山的两处住所进行了公开搜查。在模式口白宝山住处的衣柜抽屉内，搜出五四式手Q1支，Q号为6538589，正是石河子被害民警姜玉斌被抢劫的Q支，搜出现金人民币113万元。
至此，主要赃证到手，白宝山再百般抵赖也已毫无意义了。
9月6日早晨，白宝山便开始交代自己的罪行，包括每一桩案件的作案时间、地点、过程;包括杀人地点、埋人地点、埋Q地点的位置和周围的地貌特征。他的确不需要思考，他所做的15起案件，包括警方未掌握的五起，每一处细节他都记得非常清楚。
9月2日下午2点50分，谢宗芬上了飞机——这是她第一次坐飞机，所有的感觉都是新鲜的。当天晚上，她已经乘坐汽车回到自己家里。她发了财——这次回来，衣服讲究了，戴着金项链金耳环，给丈夫、女儿、父母都买了礼物，一家人见面都喜气洋洋的。
9月3日，谢宗芬就开始还账。第二天，她带着家人出去购物，大包小包提回来一大堆。她回家仅两天，手里的钱就花出去3万多，还剩下77000元。
9月6日下午，谢宗芬在家里吃饭，门外来了几名筠连县公安局的人。公安局的人问：“你是谢宗芬吗?”谢宗芬说：“是我啊。”她还没弄明白怎么回事，一副冰冷的手铐已经铐在她的手上了。谢宗芬在老家风光了三天，就进了牢房。谢宗芬被抓起来，这个蠢女人仍不敢水旜白宝山的实情。其实她真应该感谢公安局，她被抓获，结束了她参与白宝山犯罪的丑恶历史，却保住了她行将消失的生命。对她来说，坐几年牢房总比长眠于山间树阴下的土坑里好，这是她天大的幸事。
在审讯中，谢宗芬承认她认识白宝山，承认她和白宝山的关系，也承认她跟着白宝山去了新疆，但她隐瞒了白宝山的所有罪行。她说，她和白宝山去新疆是做棉花生意的，开始时住在147团场吴子明家，后来她租了刘秀芬的房子。生意没做成，打算下半年再去。由于她闹着要走，他们就回来了。先到北京，她又单身回到四川。公安人员问她白宝山在新疆都干了什么，她说白宝山在新疆和吴子明来往频繁，两人买了摩托车，天天早出晚归，有时整夜不回来，他们干什么自己不知道。公安人员问，你没问过他们吗?谢宗芬说：“我问过白宝山，白宝山打了我一巴掌，说不该我问的就不要问。”筠连县公安局从谢宗芬家搜出77000元赃款，谢宗芬说，这是她从北京回来时白宝山留给她做生意的钱。谢宗芬避重就轻，11万元也被水斏了8万元，她谎称自己只花了2000块钱。
9月7日，北京市公安局赵斌、宋树勇飞抵四川，当天在筠连县看守所提审了谢宗芬。这一次，谢宗芬才明白白宝山已经在北京被捕，在强大的压力下(或许是她在精神上解除了白宝山的压力)，她交代了全部事实，包括徐水取Q，包括德胜门取钱，包括在天池山上杀害吴子明以及自乌鲁木齐携Q携钱返回北京的详细经过。白宝山给她的11万元赃款也未再隐瞒了。
