경찰은 범행 장소 주변의 CCTV를 분석해 용의차량 2대의 동선을 파악하던 중 1대가 울산~경주간 고속도로를 통과한 후 국도를 이용해 울산으로 이동한 것을 확인하고 경주 톨게이트에서 차량 통행권을 건넨 운전자의 지문을 감식해 신병을 확보했다.
경찰은 현재 30대 후반으로 추정되는 이 남성이 화물연대와 연관성이 있는지 수사 중이다.
경찰은 울산, 경주, 부산, 창원, 함안지역에서 일어난 연쇄방화사건의 발생시간을 고려해 2~3명의 동일범일 가능성에 무게를 두고 있으며 검거한 용의자를 상대로 공범을 확인 중이다.
