Após o crime, a Polícia Civil iniciou as investigações com o objetivo de buscar elementos informativos que levassem aos autores do crime. Durante o trabalho investigativo, foi possível identificar os suspeitos, que teriam ligações com uma organização criminosa da cidade de Timon, sendo considerados criminosos de alta periculosidade.
Um dos suspeitos, que foi baleado no momento do confronto com a vítima, faleceu na cidade de Itapecuru-Mirim, em decorrência do ferimento causado pelo disparo de arma de fogo. A DHPP de Caxias destacou que o trabalho dos investigadores e da Perícia Criminal foi essencial no desfecho do caso, ressaltando a importância da coleta de material genético do veículo da vítima, que foi abandonado pelos criminosos.
No mês de abril, a Polícia Civil realizou uma operação policial de busca e apreensão domiciliar em residências ligadas ao indivíduo que veio a falecer após o crime, confirmando sua participação no caso. As investigações também revelaram a identificação de outros dois envolvidos no latrocínio, um deles sendo irmão do criminoso falecido. Durante as investigações, foram requeridas prisões preventivas contra os dois investigados que participaram do crime, assim como do coautor falecido.
Em novembro de 2023, a Polícia Rodoviária Federal, em cooperação com a polícia maranhense, efetuou a prisão do segundo suspeito de participação no crime na cidade de Alagoinhas, na Bahia. Na mesma época, um terceiro participante do latrocínio foi preso em flagrante delito na cidade de Piracuruca, no Piauí, onde permanece detido, respondendo a processos criminais. As investigações concluíram que um quarto envolvido no latrocínio encontra-se foragido e é investigado por envolvimento em vários crimes de roubo cometidos no Maranhão e Piauí.
As investigações e procedimentos policiais realizados pela Delegacia de Homicídios de Caxias contaram com o apoio da Delegacia Geral, Delegacia Regional de Caxias, Delegacia de Homicídios de Timon e Delegacia Regional de Itapecuru. A colaboração entre as instituições foi fundamental para o desfecho do caso e para a prisão dos envolvidos no latrocínio do capitão Jeremias Veras Alves.
