一條香煙成為破案線索
起初，宋京華只是簡單殺人，到了中后期，他還特地在平谷區租了一間平房，專門用來殺人碎尸。作案過程逐步升級、強度越來越高。
據了解，被害女青年的交際圈子均很小，有些女青年失蹤之后都沒有人知道，因此，在被害人身份無法確定的情況下，幾起案件一直沒有偵破。直到2007年9月26日下午，宋京華劫殺了與他熟識的女鄰居杜某，才致使案發。
宋京華和閆金光是在杜某的家里作案的。當時，偵查員在勘察現場時，發現了一條剛開封的白沙牌香煙。據杜某家人介紹，杜某是一家公司的行政人員，沒有抽煙的嗜好。偵查員判斷，這條香煙很可能是犯罪嫌疑人留下的，于是對小區附近的煙店進行了走訪。在一家煙店，老板認出了這條煙是他們賣出去的。因為他在煙的外包裝做過記號，以防止有人拿假煙敲詐。老板稱，案發當天上午，有一個住在鵬潤家園的老客戶買走了這條煙，這個人就是宋京華。2007年11月6日，警方將宋京華抓獲歸案。
覺得管教像哥哥才招供
到案后，宋京華先被羈押在豐臺區看守所。據了解，起初，宋京華不承認殺了杜某，也不愿意配合預審民警的調查，直到遇見了看守所一名安姓警官，他的態度才發生了改變。
安警官在接受采訪時說，宋京華進去的時候穿得很少，而當時大風降溫。他看自己的衣服宋京華也能穿，就給了宋京華幾件。同時，他也耐心開導宋京華，“既然你敢做，你就應該敢承擔”，安警官勸宋京華堂堂正正說出來，也不枉此生。
宋京華說，他當時感覺安警官就和自己的哥哥一樣，“我沒有衣服，沒有錢，什么都沒有，都是管教照顧我。能碰上那么一個管教，我覺得也算是命吧?！?/p>
宋京華隨后向安警官承認了杜某是他和閆金光殺的。根據這一線索，警方很快抓獲了閆金光。此后，宋京華還交代了另外8起案件。
宋京華說，他心里也想過，肯定早晚有這么一天。他還向辦案檢察官提過，為警方提供破案線索的那條煙，是他故意留下的。他自己也想趕緊了結這個事情。他還說，被他殺死的女鄰居杜某，和他關系其實不錯。只是有一次，他作案后把其中一個被害人的頭顱帶回了家，沒有來得及處理，結果被杜某看見了。雖然當時解釋說是猴頭，但擔心被舉報，他就和閆金光商議殺掉杜某。