洛阳市卫生部门从唐宫驴肉汤馆采回了多份样品，通过亚硝酸盐定性检验发现，驴肉汤及汤锅内的一条纱布呈阳性，锅外驴肉、食盐、调料等均呈阴性，由此确定：食客们是喝了含有亚硝酸盐的驴肉汤而中毒！
亚硝酸盐俗称火硝、皮硝、硝盐、多用于工业生产，但外观、味道与食盐相似，极易被人误食。人一旦食用它，就会中毒，一般的中毒量为0.3克至0.5克，致死量为3克。
警方对唐宫驴肉汤馆的进货渠道进行了全面排查，没有发现可疑之处。结合卫生部门的检验结果，警方果断排除了意外事故的因素，将事件定性为特大投毒案。闻讯后，省公安厅两名副厅长多次对破案工作进行指示。正在参加封闭集训的市公安局局长崔保连、政委郭正伟决定由副局长张志勇牵头成立“3·8”特大投毒案专案组，调集市、区公安机关60余名侦技人员上案侦查。
案发当日中午，唐宫驴肉汤馆的老板及工作人员被叫到洛阳市公安局。
老板王保安是河南临颖县巨陵乡人，6年前与妻子一起来洛经营这家汤馆，生意一直很红火。据反映，汤馆的6名工作人员中，只有1个姓孙的有疑点。他7日晚上回店很晚，8日凌晨又一反常态，起床很早。在明知有人中毒的情况下，他坚持让王宏恩给他盛了一碗，结果喝后也昏昏沉沉。王宏恩提到的3个男青年自然被列为重大嫌疑人。
除此之外，与王保安有矛盾的人也是调查重点。王保安回忆说，与他有矛盾的人不多，只是隔壁大石桥全驴汤馆老板迟国建嫉妒他生意好，经常找事，还因一个凳子与他打过架。另外，在迟国建处打馍的王战国几年前在唐宫驴肉汤馆干过，当时隔壁汤馆（后转让给了迟国建)的生意也很好，王战国曾向王保安建议往那家汤馆投毒，王保安没有去干。
汤馆的工作人员孙小华因无作案动机和时间被专案组排除，而下午被传唤来的迟国建、王战国对投毒之事矢口否认。
何处寻找3个男青年？迟国建、王战国与此3人、与投毒案有无关系？
侦查员张建岳、温银安、马建平、高国宾等按照专案组指示，对迟国建、王战国展开了外围调查。
投毒案发生的第二天下午，破案出现了转机。
“专案组”的破案人员获知一个神秘人向迟国建打了扩机，通知他：“事情已经办好。”