Chủ nhà đã chống cự quyết liệt và truy hô cùng người dân xung quanh và lực lượng chức năng vây bắt tại chỗ 2 đối tượng. Một đối tượng chạy thoát theo đường Kè suối Nặm La (Thành phố). Ngay sau khi nhận được tin báo Công an tỉnh và công an thành phố Sơn La đã huy động lực lượng truy bắt tên còn lại, phong tỏa hiện trường, điều tra làm rõ vụ cướp.
Một đối tượng sau khi chạy thoát đã bắt taxi và lên xe khách đi về phía Hà Nội, đến khu vực Cò Nòi (Mai Sơn) bị lực lượng Công an Sơn La chặn bắt. Đối tượng được đưa về Trạm 36 Công an tỉnh Sơn La lấy lời khai.
Theo thông tin ban đầu, 3 đối tượng gây án cướp tiệm vàng bị bắt, gồm: Nguyễn Văn Tiến, sinh năm 1986; Trần Ngọc Hà, sinh năm 1981; Phạm Ngọc Thạch, sinh năm 1987, cùng trú tại thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ.