警方对唐宫驴肉汤馆的进货渠道进行了全面排查，没有发现可疑之处。结合卫生部门的检验结果，警方果断排除了意外事故的因素，将事件定性为特大投毒案。闻讯后，省公安厅两名副厅长多次对破案工作进行指示。正在参加封闭集训的市公安局局长崔保连、政委郭正伟决定由副局长张志勇牵头成立“3·8”特大投毒案专案组，调集市、区公安机关60余名侦技人员上案侦查。

案发当日中午，唐宫驴肉汤馆的老板及工作人员被叫到洛阳市公安局。

老板王保安是河南临颖县巨陵乡人，6年前与妻子一起来洛经营这家汤馆，生意一直很红火。据反映，汤馆的6名工作人员中，只有1个姓孙的有疑点。他7日晚上回店很晚，8日凌晨又一反常态，起床很早。在明知有人中毒的情况下，他坚持让王宏恩给他盛了一碗，结果喝后也昏昏沉沉。王宏恩提到的3个男青年自然被列为重大嫌疑人。

除此之外，与王保安有矛盾的人也是调查重点。王保安回忆说，与他有矛盾的人不多，只是隔壁大石桥全驴汤馆老板迟国建嫉妒他生意好，经常找事，还因一个凳子与他打过架。另外，在迟国建处打馍的王战国几年前在唐宫驴肉汤馆干过，当时隔壁汤馆（后转让给了迟国建)的生意也很好，王战国曾向王保安建议往那家汤馆投毒，王保安没有去干。

汤馆的工作人员孙小华因无作案动机和时间被专案组排除，而下午被传唤来的迟国建、王战国对投毒之事矢口否认。

何处寻找3个男青年？迟国建、王战国与此3人、与投毒案有无关系？

侦查员张建岳、温银安、马建平、高国宾等按照专案组指示，对迟国建、王战国展开了外围调查。

投毒案发生的第二天下午，破案出现了转机。

“专案组”的破案人员获知一个神秘人向迟国建打了扩机，通知他：“事情已经办好。”

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“事情”到底是什么事？“办好”是不是这投了毒呢？

面对专案组侦查员的询问，迟国建说可能是他托人找小工的事。侦查员敏锐地意识到，如果那人帮迟国建找到了小工只会通知他见面、挑选，而不会张口就说“办好。”侦查员们立即扑向神秘人出没的地方，却未发现其踪影。

专案组在分析了已掌握的情况后，认为迟国建、王战国两人疑点上升，决定强力突破。侦查员曹东林、张建岳、肖洛伟等轮番讲解政策，适时抛出证据，使迟国建、王战国难以自圆其说。

在对峙了几个小时以后，国建、王战国两人的心理防线终于崩溃先后供认了合谋雇人投毒的犯罪事实：通过洛阳市郊区邙山镇中沟村农民张世斌，雇佣该镇土桥村农民王春利等实施下毒。