Sau một thời gian lập chuyên án, lúc 13 giờ ngày 27-5, trên đường ven sông Lam thuộc xã Nghi Xuân (huyện Nghi Lộc), lực lượng công an đã kiểm tra ô tô 74C - 041.73, do Đoàn Văn Tý (26 tuổi, trú xã Hướng Phùng, huyện Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị) điều khiển. Lực lượng đã phát hiện trên xe của Tý có 23 thùng carton, bên trong đựng 630kg pháo nổ.
Tý khai nhận, số pháo này vận chuyển thuê từ Quảng Trị ra Nghệ An cho Nguyễn Trường Khánh (33 tuổi, trú xã Cam An, huyện Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị). Khánh bị bắt trong khi đang chờ nhận hàng tại thị xã Cửa Lò.