警方調查，曾男今早8時59分自台鐵豐原站搭車北上，約11時抵達台北後，轉往捷運大安森林公園站一帶活動。中午11時53分，大安森林公園站地下1樓、2號出口旁男廁突冒濃煙，起火點為廁所地面雜物，燃燒面積約0.5平方公尺，現場並留有疑似陳情信。警消獲報後出動7車、1輛救護車及19人到場迅速撲滅火勢，所幸未造成人員傷亡。
監視器畫面顯示，曾男犯案後迅速離開捷運站，先搭乘公車前往台北車站，再步行至西門町一帶刻意變裝，將原本的橘色外套、白色帽子，改為藍色帽子與灰白色外套，試圖混淆警方視線，但褲子與鞋子並未更換，行蹤仍被完整掌握。
未料約2小時後，下午1時59分，善導寺站男廁再度發生雜物燃燒事件，站務人員第一時間自行撲滅火勢。由於起火位置與手法高度相似，警方立即擴大調閱捷運站內外與沿線道路監視器，全力追查嫌犯下落。
善導寺站監視器也拍下關鍵一幕，曾嫌提著大包小包離開廁所後，多名民眾因濃煙竄出而倉皇跑出，他隨即沿著林森南路一路朝仁愛路方向步行，行經派出所附近時，被早已鎖定特徵的員警發現。下午14時10分，警方上前攔查，曾男一度試圖徒步逃逸，仍在短時間內遭制伏，當場逮捕歸案。
中正一分局警方表示，針對類似公共危險案件，市府過去已多次演練，持續提升市府團隊及第一線員警的應變能力，並強調縱火行為不僅嚴重威脅他人生命安全，更可能引發不可控的火警災難。警方對於任何危害公共安全的行為，將展現嚴正執法、立即偵破的決心，絕不容許以任何方式挑戰公共安全。
