Sau khi nhận được tin báo, cơ quan Cảnh sát điều tra Công an huyện Yên Mỹ đã tập trung lực lượng, triển khai đồng bộ các biện pháp nghiệp vụ. Ngày 30/7, Công an huyện đã bắt giữ 2 đối tượng gây ra vụ trộm cắp trên là Đào Công Biển, SN 1979 và Phạm Thanh Phước, SN 1991, đều trú tại tại thôn Từ Hồ, xã Yên Phú, huyện Yên Mỹ.
Tại cơ quan điều tra, Biển và Phước khai nhận, vào khoảng 0h30' ngày 28/7, các đối tượng điều khiển xe môtô đến đình làng thôn Đại Hạnh, sau đó trèo tường đột nhập vào trong đình làng, đào trộm một cây mộc hương rồi mang cất giấu tại cánh đồng thôn Từ Hồ.