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维恩很快就察觉了他被监视的情况，他开始销毁证据。在当局申请到搜查令之前，警方观察到维恩曾在自己的后院中销毁照片，还亲自将自己的车子清洗了一遍。特工们发现维恩还养有一只德国牧羊犬，他不但是一个警察迷，还曾经因为冒充执法人员而被逮捕。维恩有一辆被警方淘汰的警用汽车，他曾驾驶这辆汽车四处游荡，有目击者告诉警方，当警方在西格蒙路大肆搜查的时候，维恩就待在公路上远远地看着，并且警方还发现维恩参加了那场大型慈善音乐会。联邦调查局没有证据直接逮捕维恩，他们决定邀请维恩到局里做一个访谈，但由于主持那次访谈的特工提出的问题过于直白，导致维恩拒绝回答任何问题，白白错失了一次大好机会。6月3日，警方终于申请到了搜查令，尽管维恩将车子仔细清洗，但证据采集部门依然在车内发现了一些毛发纤维，这些毛发纤维将维恩和12起凶杀案联系在一起。此外，证据采集部门还在维恩的卧室内发现了一些纤维，这些纤维和部分被害人的衣物纤维相符，也就是说，被害人在遇害之前曾和维恩待在一起。
6月21日，维恩·威廉斯被捕。这起案件的破获让FBI的特工们名声大噪，但事情并没有就此结束。1982年1月，维恩·威廉斯一案公开受审，但审理该案件的陪审团成员大多都是黑人，虽然警方认为维恩和12起凶案有关，但他们能够起诉的只有两起。在整个审讯中，维恩态度温和，表现出了极强的自制力，他能言善辩，坚称自己不是杀害儿童的罪犯。维恩的态度让大多数陪审团成员都相信他不是“第三十号要案”的真凶，但FBI不这么认为，他们相信维恩就是凶手，并且通过研究维恩的言谈举止分析出，维恩是一个存在人格障碍的人，而导致他杀人的动机就是“权力和强迫性控制欲”。