O trabalho investigativo resultou na localização e prisão de duas mulheres, primas entre si, no Distrito de Luziápolis. Uma das mulheres tem 31 anos, enquanto a outra tem 23. Além das mulheres, um terceiro mandado de prisão preventiva foi cumprido contra um homem de 43 anos que já estava detido por outro homicídio qualificado e que teria tido participação como mandante no assassinato de Luciano.
Segundo as investigações, as mulheres desempenharam um papel estratégico na execução do homicídio. Elas distraíram a vítima por meio de uma discussão, possibilitando que o atirador se aproximasse sem ser percebido por Luciano. Enquanto as mulheres distraíam a vítima, o executor, amigo delas, se aproximou armado e disparou vários tiros à queima-roupa contra a cabeça de Luciano.
Durante o andamento das investigações, as mulheres deram depoimentos contraditórios, no entanto, as câmeras de monitoramento registraram a ação criminosa. As imagens foram fundamentais para a comprovação da participação das mulheres no crime, desmentindo suas versões iniciais.
O executor do crime, sobrinho do mandante, já tinha sido preso anteriormente pela Polícia Militar em São Miguel dos Campos por suspeita de envolvimento em outro homicídio qualificado. Todas as ações para capturar os envolvidos foram baseadas em decisões judiciais da Vara do Único Ofício de Campo Alegre.
