周克华在网吧除了给警方留下视频截图，还有其性格特征。“他都是看些杀人放火、没有感情的东西。”刘忠义表示，周克华很爱看军事网站，还从影视作品里面学习作案方法。警方调阅周克华的上网记录，“《沉默的羔羊》与《汉尼拔》，他看了十遍！”
2011年6月28日9点37分，周克华在长沙市黑梨路，于一处与“10·25”地理特点极为接近的门面门口再次枪击伤人。当天正午，长沙天降暴雨，2小时降雨量达140毫米，交通大规模瘫痪。除周克华案外，长沙还接到53起交通事故报警。这给长沙警方布防带来极大困难。
在一片豪雨中，周克华再次逃脱。这一次，长沙警方将对他的悬赏提高到30万，并将在帅帅网吧获取的两张照片公布，贴满大街小巷，与网吧每一台电脑的桌面。周克华逃离长沙回到重庆后，7月19日，周克华和妻子办了离婚手续。警方后来获得了这本离婚证，在上面他们看到了这张他唯一留下的别扭照片——剪掉了长沙视频截图中的斜刘海，并且“故意撅着嘴”。
尽管如此，它还是发挥了巨大作用。自2005年周克华入狱的照片后，这是警方拥有的第二张清晰正面照。周克华撅着的嘴被技术人员剪掉，换上了入狱时照片的下巴部分。这张合成照于周最后一次犯案后，全国印发近300万份，并最终在8月11日使一位市民认出了在大融城附近刚看完电影的周克华。
购物袋和位于瑞金路的金润发超市的购物小票。警方随后调取该超市监控资料，掌握了嫌犯的正面图像，并将这些图像通过视频截图制成了照片，发给民警进行内部掌握，仅供破案时使用。此外，警方还发现了被掩埋的粪便，及周克华吃剩的食物。通过这些生活垃圾，周克华的DNA被发现。
随后，重庆、长沙警方都派民警赶赴南京，重庆警方还提供了多个可疑人员的名单供比对。
重庆市公安局沙坪坝公安分局井口派出所在之前的排查中，发现辖区有过贩卖枪支前科的嫌疑人员周克华长期不在家，便将其列为重要嫌疑人之一。当地警方提取周克华父母的DNA样本后，与南京警方所获的DNA样本比对相符，就此确定嫌犯是周克华。
与此同时，长沙警方得到启发，在长沙岳麓区周围的山区坟地进行搜索。最终，在天马山一大片荆棘丛中，警方发现了的一小块平地，里面遗留了周克华的排泄物等痕迹。
这些证据与周克华前妻徐蓉的证词得到了匹配。徐蓉承认，周克华所劫赃款大部分都给了家里，其中在长沙期间多次使用徐蓉本人的银行卡进行转账。
徐蓉告诉警方，周克华曾透露其近几年在外逃亡期间不管春夏秋冬，都靠睡袋睡在坟地中，并且平时还会坚持做俯卧撑、越野跑等体育锻炼。
据周围群众介绍，该坟地并非公墓，只是附近居民死后偶有埋葬在此，平时人迹罕至。从该坟地南面的一条蜿蜒小路下山，左拐经天马路即可进入帅帅网吧。
“这就是个职业犯罪人！”刘忠义表示，长沙网吧的老板也曾回忆，周克华每次上网吃盒饭的时候，都会把垃圾带走，从不遗漏。
自此，周克华所有的行动特征与身份信息都被警方所掌握。据刘忠义介绍，2012年6月，守候在重庆的苏湘渝三地及中央专案组开始全速运作，“当时我们研究了两个预案。一个预案是怎么查控他；第二是枪响了怎么办。”
