Qua điều tra, xác định đối tượng khả nghi là Phan Tấn Hải (19 tuổi, cùng thôn Tây An Vĩnh, huyện Lý Sơn). Đến rạng sáng 19-2, Hải được người nhà đưa đến công an đầu thú và khai nhận hành vi phạm tội.
Hải khai do nợ tiền của bạn bè ở Đà Nẵng khoảng 10 triệu đồng nên khi về Lý Sơn nghỉ tết và biết bà Phan Thị L. vắng nhà và gửi chìa khóa nhà cho chị ruột là bà D. trông coi, lúc này Hải đã lén lấy chìa khóa. Tối ngày 16-2, Hải đã dùng dao rựa và kìm bấm phá két sắt lấy tài sản.