4月8日，遇难者家属手捧骨灰到达杭州，在西子宾馆我们专设了灵堂，晚上杭州灵隐寺方丈在素斋堂设素席招待遇难台胞家属，并且向每位家属赠送了佛珠经书。
4月9日上午，遇难台胞家属从杭州机场取道香港返回台湾。
破案采用人海战术，37个乡镇共出动4047名干部群众。访谈近10万人次。
大陆公安部门全力以赴侦破案件，4月17日，正式宣布此案告破。
当时的疑点主要集中在船上的汽油燃烧和抢弹痕迹。痕迹专家经勘验发现，出入底舱的铁梯缺失，起火中心留有一只汽油桶，底舱口上方钢板上有猎抢霰弹击发所致的圆形状凹陷，底舱油柜有爆炸痕迹。法医作出了结论：遇难者进入底舱前并未死亡，死亡系窒息烧烤而致。刑侦专家分析认为，船上人员极可能受暴力胁迫进入底舱，尔后被焚致死。
当时，公安干警经分析得出了此案三个犯罪的特征：第一，案犯有水上交通工具；第二，结伙作案；第三，案犯可能使用了威胁性武器。从而确定了侦查方向——从船只入手。
于是，一支由公安人员和干部群众组成的调查大军，昼夜不停地开展了全方位的大排查。这一点我很佩服我们破案的人海战术。我看了个资料，据统计，淳安县37个乡镇和县级机关共出动4047名干部群众投入调查工作，访谈近10万人次。
调查的线索最后集中到当地无证从事摩托艇营运的吴黎宏身上。案发当天吴黎宏买了三桶汽油，一号油桶一直未归还，型号规格与“海瑞号”上发现的油桶相似；案发前吴黎宏曾购买过民用炸药和猎抢子弹，而且他借了两支猎抢，归还的时候抢管还换错了；有目击者在3月31日下午见到吴黎宏驾驶摩托艇载其他两人进湖；吴黎宏借贷了6万元购买大马力的摩托艇，还款期将到；有人举报，4月1日早晨，吴黎宏理过发，眉毛额发有被火灼焦的痕迹；吴黎宏在案发后曾声称要将摩托艇以3万元的低价抵押出去……
公安人员立即围绕吴黎宏的家庭、生活、交友、活动等情况逐一调查，很快又发现与吴交往甚密的胡志瀚、余爱军的一些可疑情况。公安机关果断决定：立即传唤嫌疑人。
4月15日下午及晚上先后传唤了余爱军、吴黎宏。第二天，又传唤了胡志瀚。在确凿的证据面前，三名案犯交代了整个作案经过和作案动机，所谈细节与现场勘查得到的情况完全吻合。
最后一班船觉得时间太晚取消了猴岛景点，“海瑞号”阴差阳错成了最后一班。
3月31日16时许，三人携带作案工具，从千岛湖镇西园码头乘摩托艇到湖中猴岛附近水域窥测目标，换上了事先准备好的作案服装。
17时30分许，湖上下起了毛毛细雨，当开往毛竹源的“海瑞号”游船经过千岛湖猴岛时，三人驾船尾随。他们事先就商量好，准备抢劫最后一条船。
其实按照游船时刻表，“海瑞号”并非当天最后一班船。最后一班船也是载有台湾游客，按行程都是安排猴岛游览，在“海瑞号”停靠猴岛游客上岸游览时，最后一班船的台湾游客觉得时间太晚取消了猴岛景点，结果“海瑞号”阴差阳错成了最后一班。
猴岛上的一位导游本来要搭末班船回淳安，末班船不来了，她便上了“海瑞号”；船上的厨师只有19岁，个子很高大概有一米九，那天当班厨师病休，他也阴差阳错替班上了“海瑞号”。
“海瑞号”离开猴岛到了阿慈岛附近，当时没有其他过往船只。吴黎宏驾艇靠上“海瑞号”船尾右侧。余爱军和胡志瀚蒙面登上游船，此时约18时30分。余爱军手持猎抢冲到驾驶室，朝天开抢恐吓船员，将船员们赶入游船底舱。胡志瀚冲入中舱，一斧头剁在桌上，威胁游客：“把钱拿出来，不伤害你们生命！”
吴黎宏拴好摩托艇后，端着猎抢冲上游船。在他们的威逼欺骗下，6名船员、两名导游先到底舱；游客也被诱逼陆续交出钱物后下到底舱，胡志瀚持斧头守住底舱出口。
这之后，吴黎宏驾摩托艇、余爱军驾驶游船开至预定的沉船地点——黄泥岭水域深水区。途中，驾摩托艇的吴黎宏回头一看，发现在三层甲板上竟然还有几名游客，这5名游客离开客舱在甲板上看风景，吴黎宏马上回头上船，用抢威逼这几名游客进入底舱。
在黄泥岭水域，吴黎宏登上“海瑞号”，用铁丝把底舱门拧死，又同余爱军将劫得的钱、物转移到摩托艇上，三罪犯便按预定沉船方案，打开游船上的消防栓，想向底舱灌水导致沉船，于是，吴黎宏向底舱投扔一包炸药，但未爆炸。此时，底舱的被害人意识到大祸临头，有的苦苦哀求放条生路，有的往上冲，有的往外扔压舱石。三名歹徒凶相毕露，向底舱连开数抢，又向底舱扔下两包炸药想引爆柴油储油罐，第一包炸药丢下来，被堵在门口的“海瑞号”厨师拔掉了导火索，第二包炸药下来，爆炸声起，油柜起火。可是柴油的燃点很高，燃烧的火力也不大，吴黎宏又从摩托艇上取来一桶汽油，向底舱倾倒。一下子大火喷出底舱，四散蔓延，燎着吴黎宏、余爱军的头发。歹徒扔掉已燃烧的汽油桶，驾艇逃离现场，途中将斧头、匕首和作案时所穿的服装等扔进湖中。当夜三名案犯逃到胡志瀚暂住处，对劫得的钱、物进行分赃。