一个月后，李英奇在南京接到了老婆来信，说是派出所的民警到家里来过，让他回来后到派出所登记一下身份信息，并说这次登记很重要，错过了下次有可能就是几年之后才能登记了。李英奇心想：“或许只是一般的例行登记。”他抱着侥幸心理回到了北京。刚进家门，公安人员黑洞洞的枪口就对准了他……

不久，富宝廉在辽宁抚顺归案；看守所长鲁炳林潜伏在兰州友好电影院当工人，尽管他用炒热了的黄豆捂在脸上破了相但还是被人认出，抓获归案；刽子手张光前、季元喜、郑大纶、乌斯曼也被陆续归案。

1950年冬，李英奇、富宝廉、张思信等一批杀害革命烈士的凶手被公审后处决。之后不久，毛泽民等三位烈士的遗骨重新装进灵柩，被移到乌鲁木齐市北郊的革命烈士陵园安葬。

至此，这一惨案的主要凶手均已伏法。依然在逃的还有两位案犯，一位是新疆督办公署卫士队一中队中校队长丁海寰，另一位卫士队大队长汤执权。这两人在解放后，如鬼魂一般在这个世界上消失了踪影。

时间来到1958年10月，沈阳监狱的一名叫盛承运的向监狱方举报了汤执权的下落，他说汤执权就在沈阳，入狱前他们曾在一个饭馆一起吃过饭。根据这一线索，沈阳警方经过不懈努力，在1959年2月13日，将汤执权抓获归案。

归案后的汤执权供出了最后一个案犯丁海寰的下落。他说，丁海寰给他写过信，地址是上海杨浦区榆林路76弄8号。有地址就好办了，最终上海警方于1959年9月3日，在上海沈阳路粮油店将丁海寰抓获。

汤执权和丁海寰因没有直接参与行刑，后来分别被判处了有期徒刑。

而出卖毛泽民的叛徒徐梦秋自然也没有好的下场。