专案工作全面展开，北京市公安局各派出所立即组织属地群众辨认死者照片，向发案时在现场的群众了解情况，从中寻找线索。很快，经群众辨认，尸体完整的那4个人被认了出来，均是北京人，身份已查明，都是到西单商场购物时在过道中被炸死的。
经过对硝铵、梯恩梯等几种炸药的试验，初步判断可能是硝铵炸药，其主要成分是80％的硝铵，10％至15％的梯恩梯，5％的木粉。懂得一般爆破常识的人都可以制造。根据专家们计算出的比例数据，专案组人员配制成硝铵混合炸药，置于与现场水泥地面相同的试验地上，用导火索和雷管引爆，其效果与现场爆炸状况相同，地上被炸出一个2尺见方的深洞，洞内遗留的雷管碎渣，与现场遗留的几乎一样。
有关部门对现场的导火索、雷管、帽子、鞋的鉴定结果表明，这些物品都出自于沈阳等地。棉花研究所的专家检测了棉衣中棉花的棉绒，查明这种长棉绒产于辽宁省朝阳地区。
5月11日，辽宁省公安厅军管会报来在本省的检查结果：4月2日晨5时，辽宁省朝阳地区喀喇沁左翼蒙古族自治县南营子公社东村大队农民董世候，提着两个黑色塑料手提包从锦州车站乘火车去了北京，至今未归。董世候的相貌与辨认照片相似。
