新疆警方出動大量警力開始對烏魯木齊市、石河子市十戶灘鎮(zhèn)北野鎮(zhèn)、東阜城等地區(qū)進行大規(guī)模的摸排，物證組則從查槍袋入手，開始周密細致的調(diào)查。北京市408專案組的于春陽聽到新疆發(fā)生的案子后，覺得犯罪分子的作案特征與北京的幾起案子相似，他立即致電新疆公安廳陸懷疆副廳長，要求調(diào)彈以供分析。新疆方面經(jīng)過研究，同意北京的請求。兩地并案偵察的可能性越來越大，從目前形勢看來，狡猾的罪犯就要起到窮途末路了。而此刻的白寶山、關(guān)天明自以為案子作得神不知鬼不覺，正像沒事人似的在十戶灘鎮(zhèn)上遛達呢！

一九二四年九月，奉系張作霖部與直系吳佩孚部在直隸奉天地區(qū)為爭奪北京政權(quán)而發(fā)動了第二次直奉戰(zhàn)爭。張學良發(fā)現(xiàn)各部使用的地圖都不符合要求，他派人給一軍團送去了地圖，這份地圖起到了重要的作用，一軍團從側(cè)翼的黃土嶺突破了石門寨。郭松齡在山海關(guān)打得艱難，聽到這個消息頗不是滋味。張學良高興之余突然生出一個想法，留一個旅守住山海關(guān)正面，把其他三個旅都拉到一軍團方面，就九門口一個方向打，郭松齡覺得自己是去沾一軍團的光，但因為山海關(guān)沒有突破他自愧沒有發(fā)言權(quán)。隊伍合并后，郭松齡和姜登選韓麟春就因為對軍官的處分發(fā)生了爭執(zhí)，他心中本來就憋屈，再加上人在屋檐下的恥辱，一氣之下執(zhí)意要將部隊帶回山海關(guān)。此種行為是要受到軍法處分的，張學良為了不讓郭松齡釀成無法收拾的后果，立即追上了部隊讓他們原地待命。郭松齡并未隨大部隊一起開拔，他偷偷到了一個村子睡了一夜，張學良找到他，質(zhì)問他有沒有將自己這個學生和長官放在心里，他的行為令自己太失望了，郭松齡羞愧悲憤流淚，覺得遭受到平生從未遇到的恥辱生不如死無顏見人，張學良用了激將法才將他逼上了九門口的戰(zhàn)場，郭松齡化悲憤為力量，帶領四個團突破防線，長驅(qū)直入，切斷了直軍的主力后路。隊伍取得

蔣介石命張學良和他共同簽發(fā)了對陜北的軍事命令，這份電報被陜北紅軍破譯，里面顯示出的重要地理位置是“直羅”，周恩來和毛澤東親到此地勘察。一九三五年十一月，直羅鎮(zhèn)戰(zhàn)役打響。紅軍一舉殲滅國民黨東北軍一個師又一個團，師長牛元峰自殺。此役粉碎了國民黨對陜甘蘇區(qū)的第三次“圍剿”，為共產(chǎn)黨紅軍奠基西北打開了新局面。不到兩個月就損失了兩個主力師，這在東北軍歷史上實屬罕見，張學良認為直羅鎮(zhèn)一役是指揮上出了差錯，他撤銷了董英斌軍長職務，嚴厲申斥代理參謀長謝珂，命全軍各位主官深刻檢討此次戰(zhàn)役的慘痛教訓，并向中央請求調(diào)撥，要重整一零九師和一一零師。張學良本來就不想“剿共”，此一役后他痛下決心要馬上接上共產(chǎn)黨的關(guān)系，保留東北軍的抗日火種。被紅軍俘虜?shù)母吒Ｔ催M了甘泉城面見一零七師的參謀長劉漢東，傳達了紅軍停止內(nèi)戰(zhàn)共同抗日的愿望，得知王以哲也要見自己，特意去見了彭德懷帶來了他的使命。張學良接到王以哲從洛川發(fā)來的密電，知道是高福源有機密要事匯報立馬飛往洛川，高福源告訴他周恩來和自己談過話，中共很有誠意，彭德懷也說什么都可以談。張學良讓他向紅軍轉(zhuǎn)達自己真心抗日愿以實力相助的態(tài)度，命他再回瓦窯堡讓中共派來正式的全權(quán)代表。

經(jīng)過進一步分析研究，案犯與北京有聯(lián)系的觀點得到肯定，這為摸排工作又增加了一個新的條件。隨后，賀之彬的執(zhí)勤證被人在十戶灘小學附近發(fā)現(xiàn)，這個重要證據(jù)的出現(xiàn)使得摸排范圍大大縮小。新疆公安廳副廳長陸懷疆親自前往北京尋求合作。8月11日，搶槍得手的白寶山、關(guān)天明將作案用的紅色摩托車扔到河里，企圖銷毀證據(jù)。14日，兩人赴烏市邊疆賓館實地踩點。并將作案用的槍支、換穿的衣服事先埋在離邊疆賓館不遠的新大附中院內(nèi)一處不為人察覺的小樹林里，為以后作案作好了準備。

大概是覺得謝玉敏知道得太多的緣故，白寶山?jīng)Q定將謝殺掉。然而，當白寶山深夜將謝玉敏引到事先挖好的土坑前時，他動了惻隱之心，也許他覺得這個女人還有利用價值，他放棄了殺謝玉敏的打算。根據(jù)徐水案發(fā)現(xiàn)場提取到的腳印推斷，罪犯身高應在1.72米左右，在案情分析會上，劉維震修正了摸排條件。這給參加摸排的同志造成很多困惑，事實上也正因為這一身高條件的變化，使調(diào)查工作走了許多不必要的彎路。誰能想到白寶山的腳和身高并不成比例呢？