1997年4月15日～19日间，歹徒多次来电，不过因为歹徒使用的是盗拷的移动电话，警方无法掌握其行踪。18日与19日，歹徒多次约定取款地点，共换了七个地点，从台北市、台北县、桃园县都有，但却一直未现身。此时白冰冰为了确定女儿安危，曾透过歹徒询问女儿一些问题，从而确认女儿还活着。1997年4月23日，经过多日的静默后，歹徒再次来电，约定在新竹市交款，不过此次歹徒再次爽约未现身。白冰冰经过多日折磨，精神几近崩溃。1997年4月25日，歹徒再度约定在桃园取款，但仍未现身。
此时警方已掌握歹徒行踪，在台北县三重市等五个地点同步搜索，逮捕了共犯林致能、吴再培。警方另在三重市发现主犯陈进兴和林春生，警方立即围捕，双方经过短暂枪战，歹徒逃跑。而陈进兴的太太张素真则被警方逮捕。1997年4月26日，警方推断白晓燕应该还活着，若不尽早发布查缉陈进兴及林春生，人质反而会有危险。白冰冰上午举行记者会，请求全民一起救白晓燕。各大媒体均以头版扩大报导。媒体记者与电视台SNG车挤爆白冰冰家门口。1997年4月27日，警方以亲情攻势，发动歹徒亲人于电视上公开喊话，要歹徒释放肉票。今日警方也确定高天民涉案。
在证实白晓燕遇害后，白冰冰家前的民众拿起系着黄丝带的塑料水管吹起凄凉的「熄灯号」
1997年4月28日，白晓燕尸体被发现，绑匪在撕票后，将尸体弃尸台北县泰山乡中港大排，法医杨日松相验后认为死亡已八到十天。警方宣布全面追缉在逃嫌犯陈进兴、林春生、高天民。此后警方陆续在各地展开大规模的追缉，三人也开始在岛内四处亡命。
5月，台湾民众自发组织了两场大游行，数万人手缠白纱，拉持紫色布条，高举“悲”、“愤怒”等黑色抗议纸版，以集体跺脚、万人横躺表示愤怒、抗议。并且使用镭射光将“认错”两字打在“总统府”上。
1997年5月9日，在当时的在野党民进党、新党等政治人物，与学生团体等要求限期破案压力下，法务部长廖正豪宣布悬赏一千万元以侦破白晓燕案。民进党在立法院发动倒阁，要求行政院长连战为治安败坏下台负责。1997年5月24日，警方收押涉嫌藏匿逃犯的张志辉。张志辉是逃犯陈进兴的小舅子。张志辉供称，于五月上旬送食物到板桥市大观路一间工厂内给陈进兴等三人。检察官于23日率大批人员到大观路一带搜索，但无所获。1997年5月28日，侦办此案的板桥地检署，收到在逃嫌犯林春生、高天民、陈进兴三人合写并捺指模的限时信，信中指称绑架案是他们三人所犯，与在押的人无关，要求释放张素贞、张志辉等人。
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