8 月 5 日清晨，兩名大鵬鎮的村民結伴來到排牙山尋找金錢龜。在山中，他們不幸迷了路，轉悠了半天也找不到下山的路。就在這時，他們發現一個大漢正在一個簡陋的小窩棚裡生火煮飯。只見這個大漢頭髮凌亂，鬍鬚濃密，濃黑的眉毛下，一雙眼睛驚恐地眨著，神情十分慌張。他講著一口當地的客家話，更讓人感到奇怪的是，他的頭上竟然扎著樹枝樹葉，宛如電影中打埋伏的游擊隊員。
兩名村民猛然想起報紙上的通緝令，眼前這個人，不正是連殺五人的於偉霆嗎？兩人不動聲色地向於偉霆問路，隨後迅速下山，向大鵬派出所報告了這一情況。
大鵬派出所接到報告後，立即組織幹警直撲排牙山。圍捕幹警隔著一道山便看到了於偉霆的身影，然而，當他們追過去時，於偉霆卻再次消失得無影無蹤，又一次隱沒在山林之中。
幹警們很快找到了於偉霆藏身的窩棚，裡面物品一應俱全，有蚊帳、蚊香、被子、未吃完的大米、榨菜、泡麵，甚至還有一瓶殺蟲劑和 24 片安眠藥。警方由此斷定，於偉霆從殺人現場逃脫後，大部分時間都躲在這個自搭的窩棚裡。
8 月 6 日，深圳警方再次展開規模空前的圍捕行動。武警邊防六支隊、七支隊數百名官兵在武警深圳指揮部指揮長謝孔平大校的帶領下，參與圍捕行動。六支隊的兩隻警犬也輪番上陣，可惜的是，其中一隻警犬在搜捕過程中不幸中暑死亡。
深圳市公安局副局長孫彪親臨排牙山，坐鎮指揮。龍崗公安分局各警種、各派出所的幹警、民兵以及治安聯防隊員，還有大批幹部群眾，共計 2000 多人，兵分 12 路，展開搜山戰鬥。專案組同時嚴密控制了山邊的小店、工廠食堂，切斷了於偉霆的食物來源，圍捕的大網越收越緊。
據於偉霆事後交代，8 月 6 日這天，他似乎聽到有人在山上打電話，嚇得渾身發抖。緊接著又聽到警犬的叫聲，更是慌了手腳，於是藏身於水草之中，竟意外地躲過了軍警民地毯式的搜尋。
儘管於偉霆憑藉著狡猾和對地形的熟悉，多次躲過了警方的搜捕，但長時間的逃亡生活，讓他的身心疲憊不堪。而且，多日沒有進食，他早已飢餓難耐。
8 月 9 日，實在忍受不住飢餓的於偉霆，悄悄溜到一個叫土狗山的果園，偷吃了大量還未成熟的龍眼和荔枝。隨後，他又潛入果園主人的窩棚裡休息，這一睡便睡到了第二天早晨。
8 月 10 日早晨 8 點，果園主人曾某帶著一對湖南民工夫婦上山檢視果園。當他們開啟窩棚屋門時，赫然發現有人躺在床上，頓時嚇得大叫起來。於偉霆被這叫聲驚醒，驚慌失措之下，他抄起鐵棍，朝著曾某狠狠打去，將曾某打成重傷。接著，他又追打湖南民工石某，石某也被打成重傷。石某的妻子見狀，嚇得連滾帶爬地跑到山下，向警方報告。
警方接到報告後，迅速收縮圍捕網，數百名公安武警一擁而上，朝著土狗山圍攏過來。在距離果樹場大約 100 米的地方，一個山坡的草叢裡，一名民兵發現了一個人影。民兵大聲喊道：“於偉霆，出來！” 見沒有動靜，民兵立即端起衝鋒槍，朝天上連放三槍。
這時，草叢裡傳來於偉霆的喊聲：“別開槍，別開槍！” 幾名公安幹警撥開草叢，只見於偉霆像一隻死狗般癱倒在地上。眾人趕忙將他拖了出來，奪下他手中的防暴手槍，給他戴上了手銬。
至此，這起震驚深圳的特大凶殺案犯罪嫌疑人於偉霆終於落網。抓捕兇犯的訊息傳來，圍捕的幹警們無不歡欣鼓舞。刑警大隊立即對於偉霆進行審訊，而此時的於偉霆，還哀嘆道：“都怪我今天早上睡過了頭。”
8 月 12 日，案件卷宗移送至深圳市人民檢察院。檢察機關審查後，立即向深圳市中級人民法院提起公訴。8 月 23 日，深圳市中級人民法院以故意殺人罪、強姦婦女罪和私藏槍支彈藥罪，數罪併罰，判處於偉霆死刑。
一審宣判後，自知罪孽深重的於偉霆並未提起上訴。經過廣東省高階人民法院複核，裁定維持深圳中院一審判決。9 月 3 日，龍崗人民法院在大鵬鎮大鵬中學召開了聲勢浩大的宣判執行大會。於偉霆被押到宣判臺下，面對家鄉數萬名父老鄉親的憤怒聲討，他嚇得低著頭，始終不敢正視會場的群眾。
上午 10 點，隨著一聲槍響，於偉霆倒在了刑場上，結束了他罪惡的一生。這起震驚深圳的特大凶殺案，在警方 25 天的艱苦追捕下，終於畫上了句號。然而，這起案件所帶來的傷痛和教訓，卻永遠留在了人們的心中，時刻警示著人們要敬畏法律，珍惜生命。