“三度士”牌手表
侦查员们以“大集体”单位为重点，深入调查摸底，从罪犯的活动时间、年龄、体貌特征、衣着以及被抓伤的面部的特点在集宁分局管内13个大集体单位进行排查，至12月8日排查了1800多人后将嫌疑对象锁定在集宁铁路分局房建段“大集体”工人宋春光的身上，因为他的身形体貌陡河模拟画像高度相似，更重要的是他的右脸有一道新的抓痕。
宋春光时年21岁，来自天津市，1973年进入铁路系统，1976年因为盗窃财物被集宁市公安局劳教3年，1979年3月解除劳教后于当年8月被安排到集宁铁路分局房建段“大集体”当工人，9月至11月随队在赛汗塔拉站（位于内蒙古自治区苏尼特右旗赛汗塔拉镇）施工。根据他的考勤记录，在张家口、丰镇、大同和阳高四起案子案发时宋春光不是请假就是旷工，反正都不在工地，因此具有充足的作案时间。在随后针对宋春光的社会关系调查中，有群众反映：11月23日（即大同案发案时间）前，宋春光穿过一件藏蓝色的呢子上衣，11月23日后就没见他穿过了；12月1日（即阳高案发案时间）时看到他穿着古铜色短大衣出去，回来时看到他右脸上多了一道抓伤，问他是怎么回事，他一会儿说是挖沟时被铁丝划的，很快又改口说是劈柴是不小心碰伤的，实为可疑；另外，宋春光的确有一双白色的双钱牌球鞋。
各种信息汇总下来，专案组将情况上报给公安部，在公安部三局和十局的主持下，于12月17日在北京举行联合侦破汇报会，进一步分析案情。会上肯定了宋春光有重大作案嫌疑，但现有的证据不足以让他认罪。另外，集宁市公安局和大同市公安局还介绍了1979年6月到12月在两地发生的其他10起抢劫案的情况，怀疑也是同一罪犯所为，有必要列入并案侦查的范围。会后，公安部要求各专案组要通力协作，抓紧对宋春光采取侦查和取证。
经专案组的安排，集宁铁路分局房建段安排宋春光搬运玻璃，借此获取了他的清晰指纹，经鉴定发现丰镇县盗枪案现场提取到的指纹和宋春光左手的中指指纹可以作同一认定。随后又密取了宋春光穿过的衣服为嗅源，由警犬对大同案现场取得的呢子上衣上的气味进行嗅闻鉴别，认定大同案现场遗留的藏蓝色呢子上衣就是宋春光所穿。
于是，专案组于12月21日决定立即拘留宋春光并对宋的住处依法进行搜查，当场缴获了“比恩纳”牌、“英纳格”牌、“首都”牌和“三度士”牌手表各一块，51式7.62毫米手枪子弹27发，带有血迹的衣物五件，双钱牌白色球鞋一双、眼镜一副，外加若干高级香烟、名酒和衣服。
经查验，双钱牌白色球鞋的鞋底和张家口、丰镇、大同、阳高和集宁的案发现场获取的鞋印一致，五件血衣上的血迹阳高案的被害人的血迹为同一血型。另外，乌兰察布盟农业银行行长阎某民曾经在7月24日遭遇到抢劫手表，但他竭力反抗罪犯没有得手，还留下了一颗衬衣纽扣，上面带有缝缀纽扣的白色的确良线和少量的血迹，这颗纽扣经比对系宋春光的一件深灰色的确良衬衣左袖口上的一颗口子。而从宋家搜出的那副眼镜经王国义辨认，就是在11月1日晚被抢走的那副。
至此，专案组可以认定有五起行凶抢劫案和一起盗枪案和宋春光有关。
不过，宋春光自从被拘留后态度极为嚣张，拒不交代任何罪行，反而大骂公安机关非法剥夺他的人身自由，从12月21日至12月30日，专案组连续审了9天，宋春光始终胡搅蛮缠，答非所问，就是不肯交代。审讯陷入僵局——
专案组对宋春光的犯罪心理进行分析后认为宋春光自恃被屡次收审和劳教，有一定的反审讯能力，因此有恃无恐；又因深知自己罪行深重，若全部坐实难逃“吃铜头花生米”（被枪毙），所以抵死不认；同时认为自己作案手段巧妙，公安机关不一定掌握多少他的犯罪证据，企图利用拘留时间有限这个条件试图拖延时间而蒙混过关。
这张老照片可以脑补宋春光接受审查时的场面
但是，由于公安机关已经掌握了宋春光犯罪的充足物证，哪怕他不认罪也足够交给检察院了。12月30日，集宁市检察院批准了宋春光的逮捕令，正式将宋春光依法逮捕。在组织力量加强预审的同时继续深入调查研究，逐件物证进行落实，继续深入发动群众、知情人和罪犯亲属检举揭发新的证据，以期彻底让宋春光缴械投降。
根据和宋春光一同劳教过的释放人员范某明的妻子刘某花揭发：她曾经委托宋春光买一瓶大曲酒，11月4日星期天早晨，宋春光提着包去她家，说是刚从赛汗回来，从包中拿出一瓶丰镇大曲，刘询问要给多少钱？宋回答给2元2角就行（市面价格是2元5角3分），随后又问刘要不要前门牌香烟，而丰镇案中的被盗物品中刚好有前门烟和大曲酒。经过调查，11月4日当天早晨并没有从赛汗到集宁的火车，倒是有从丰镇来的，证明宋春光根本不是从赛汗来的，而是从丰镇来的。
宋春光的姨表弟徐某何承认：宋春光曾经给过他一块“上海”牌手表，宋的母亲也曾给过他一块苏联产的“胜利”牌手表。专案组经过辨认，确定“上海”牌手表系宋春光在1979年6月4日抢劫乌兰察布盟财贸干校副校长任某山的手表；“胜利”牌手表系1976年3月2日宋春光抢劫乌兰察布盟种子站党支部*赵某新的手表。
“上海”牌手表
“胜利”牌手表
在诸多的人证和物证面前，原本嚣张的宋春光的心理防线开始崩溃，从1980年1月3日至1月10日7天时间里陆续交代了十一起行凶抢劫案和一起重大盗窃案的罪行。但是涉案的十二块手表中只确定了六块手表的下落，其余六块手表依然去向不明。经反复宣传政策，告诉宋春光如果继续窝藏手表，负责窝藏的人也要定为从犯，宋春光唯恐连累父母，随后承认另外六块手表由他的父亲保管，专案组随即传唤宋父，经过反复工作，宋父被迫交出了藏在他处的六块手表。
但是，专案组在进行预审工作的小结时认为宋春光的犯罪能力和狡猾程度不可低估，可能还不止这些罪行，还有余罪可挖。于是专案组趁热打铁，深挖余罪，又迫使宋春光交代了另外十五起案子，其中行凶抢劫案五起、重大盗窃案一起、普通盗窃案九起。最终确认宋春光总共作案二十七起，其中行凶抢劫案十六起、重大盗窃案两起，普通盗窃案九起。除了偷抢的现金和部分烟酒被宋犯挥霍掉外，其余包括12块手表在内的大部分赃物都被追回。
最终，宋春光以盗窃（枪支弹药）罪，（持枪/持械）抢劫罪，故意*人罪和故意伤害罪被集宁市人民法院判处死刑并枪决。
