ขณะที่ ร.ต.อ.ไพฑูรย์ ชั้นเสมา รองสารวัตร (สอบสวน) สภ.ท่าบ่อ กำลังตรวจที่เกิดเหตุอยู่นั้น ได้รับแจ้งจาก นายภัทรวินทร์ ลีปาน ผู้สื่อข่าวที่มาประสบเหตุว่า คนขับและผู้โดยสารรวม 2 คน ที่นั่งมากับ รถยนต์ยี่ห้ออีซูซุ สีขาว แบบสี่ประตู ทะเบียน 5กม 967 กรุงเทพมหานคร ได้หลบหนีไปโดยได้โบกรถยนต์เก๋งยี่ห้อนิสสัน สีดำ หมายเลขทะเบียน ภล 2199 กำแพงนะคอน หลบหนีไปมุ่งหน้าเข้าตัวอำเภอท่าบ่อ ร.ต.อ.ไพฑูรย์ ชั้นเสมา รองสารวัตร (สอบสวน) สภ.ท่าบ่อ จึงได้ทำการวิทยุสกัดจับ

ต่อมา พล.ต.ต.พิรัชย์ อุดมพิสุทธิคุณ ผบก.ภ.จว.หนองคาย ,พ.ต.อ.จามร อันดี รอง ผบก.ภ.จว.หนองคาย ,พ.ต.อ.เกษม มุทาพร ผกก.กก.สส.ภ.จังหวัดหนองคาย ,พ.ต.อ.ประเสริฐ ธรรมชัย ผกก.สภ.ท่าบ่อ ได้ระดมกำลังเจ้าหน้าที่ตำรวจเข้าทำการตรวจสอบพื้นที่ที่ทั้ง 2 คนหลบหนี โดยจากการตรวจสอบคลิปที่พลเมืองดีถ่ายไว้ได้ในจุดเกิดเหตุพบว่าหลังเกิดเหตุทั้งสองได้โบกรถจักรยานยนต์เพื่อหลบหนี แต่ถูกปฏิเสธ จึงได้โบกรถยนต์ชาว สปป.ลาว หลบหนี จากนั้นได้มาลงรถที่เขตเทศบาลเมืองท่าบ่อ ก่อนที่จะจ้างสามล้อเครื่องให้ไปส่งที่ริมแม่น้ำโขงบ้านโพนสา อ.ท่าบ่อ เมื่อได้ข้อมูลดังนั้นเจ้าหน้าที่จึงได้กระจายกำลังไล่ติดตามอย่างกระชั้นชิด

เวลาประมาณ 14.30 น. เจ้าหน้าที่ตำรวจ สภ.ท่าบ่อ ได้ติดตามคนร้ายทั้งสองมาทันที่พื้นที่ หมู่ 2 บ้านโพนสา (เขตเทศบาลตำบลโพนสา) คนร้ายเห็นจวนตัวจึงแยกกันหลบหนี โดยคนร้ายอีกคนทราบชื่อต่อมาภายหลังถูกจับกุมคือ ท้าวคำสิงห์ วงพะจัน อายุ 38 ปี (สัญชาติลาว) อยู่หลัก 2 เมืองปากเซ แขวงจำปาสัก สปป.ลาว ได้วิ่งลงไปที่ท่าน้ำวัดกุมภประดิษฐ์ หมู่ 2 ต.โพนสา ก่อนที่จะลงไปที่เรือของชาวบ้านเพื่อใช้เรือหลบหนี แต่ไม่สามารถสตาร์ทเรือติด และใช้อาวุธปืนยิงเบิกทางเพื่อหลบหนีใส่เจ้าหน้าที่มา 1 นัด โดยคนร้ายทำได้เพียงไหลเรือออกจากฝั่ง เจ้าหน้าที่จึงลงเรือติดตามพร้อมใช้อาวุธปืนยิงขู่เพื่อให้ยอมจำนน อีกทั้งเจ้าหน้าที่ต้องใช้ความระมัดระวัง เนื่องจากเห็นว่าคนร้ายมีอาวุธพร้อมต่อสู้ จึงได้ประสาน นรข.เขตหนองคาย (สถานเรือศรีเชียงใหม่) นำเรือพร้อมเจ้าหน้าที่เข้าติดตามจับกุมร่วมด้วย โดยคนร้ายได้ล่องเรือห่างจากจุดที่นำเรือออกมาประมาณ 2 กิโลเมตร เจ้าหน้าที่จึงเข้าควบคุมตัวไว้ได้ ส่วนอาวุธปืน และของกลางอื่นๆคนร้ายโยนทิ้งลงแม่น้ำโขง

ส่วนคนร้ายอีก 1 คน ได้วิ่งหลบหนีไปที่บ้านเลขที่ 74 หมู่ 2 ต.โพนสา ซึ่งเปิดเป็นร้านซ่อมเครื่องใช้ไฟฟ้า และได้จับตัวคนขับสามล้อเป็นตัวประกันไม่ให้เจ้าหน้าที่เข้าใกล้ พร้อมทั้งดึงระเบิดออกมาขู่เจ้าหน้าที่ไม่ให้เข้าใกล้ โดยเจ้าหน้าที่ได้เข้าปิดล้อมไว้อย่างไม่ลดละ ต่อมาเมื่อเห็นจวนตัวคนร้ายได้ดึงสลักระเบิดออกเพื่อเขวี้ยงใส่เจ้าหน้าที่ขณะที่วิ่งหนี แต่คนร้ายพลัดล้มทำให้คนขับสามล้อสบัดหลุดวิ่งหลบหนีออกมาอย่างฉิวเฉียด ส่วนคนร้ายถูกระเบิด ระเบิดใส่ตัวเองจนเสียชีวิต และทำให้ นายโสภณ คำพันธ์ อายุ 55 ปี ที่อยู่ 369 หมู่ 3 ต.โพนสา อ.ท่าบ่อ ชาวบ้านที่นำเครื่องใช้ไฟฟ้าถูกสะเก็ดระเบิดได้รับบาดเจ็บบริเวณหัวไหล่ และแรงอัดของระเบิดยังทำให้ ส.ต.ต.ภัทรดนัย ศรีคำ ผบ.หมู่ ป.สภ.ท่าบ่อ (ปฏิบัติหน้าที่จราจร) ได้รับบาดเจ็บมีอาการแน่นบริเวณหน้าอก เจ้าหน้าที่จึงเร่งนำส่งโรงพยาบาลจนปลอดภัยทั้งชาวบ้านและตำรวจ

จากการตรวจที่เกิดเหตุอย่างละเอียดยังพบว่าคนร้ายได้ทิ้งกระเป๋าไว้ข้างวัดกุมภประดิษฐ์ 1 ใบ ตรวจสอบพบมีระเบิดลูกเกลี้ยง (TYPE 82-2 ทำในจีน) ซุกซ่อนในกระเป๋า เจ้าหน้าที่ชุด EOD ตำรวจภูธรจังหวัดหนองคาย ได้มาทำการเก็บกู้ไว้

เวลา 18.20 น. ที่ สภ.ท่าบ่อ พล.ต.ต.พิรัชย์ อุดมพิสุทธิคุณ ผบก.ภ.จว.หนองคาย ได้กล่าวภายหลังจากที่เข้าเยี่ยมตำรวจและชาวบ้านที่ได้รับบาดเจ็บที่โรงพยาบาลสมเด็จพระยุพราชว่า เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเริ่มจากเจ้าหน้าที่ตำรวจ สภ.ท่าบ่อ ได้รับแจ้งว่ามีอุบัติเหตุเกิดขึ้นบนถนนสายท่าบ่อ-บ้านผือ บริเวณบ้านเทวี ต.บ้านเดื่อ จากนั้นคนร้ายได้หลบหนีจากที่เกิดเหตุโดยโบรถยนต์ชาว สปป.ลาว มาลงที่เขตเทศบาลเมืองท่าบ่อ เจ้าหน้าที่ตำรวจจึงเข้าสอบถามชาว สปป.ลาว ที่คนร้ายโบกรถมาทราบว่าคนร้ายได้ลงจากรถและได้ว่าจ้างสามล้อให้มาส่งพื้นที่ ต.โพนสา อ.ท่าบ่อ เจ้าหน้าที่จึงนำกำลังติดตามไปเพื่อตรวจสอบอย่างกระชั้นชิด โดยคนร้ายหนึ่งคนได้ถอดสลักระเบิดขู่เจ้าหน้าที่และได้จับคนขับสามล้อไปเป็นตัวประกันหลบเข้าไปในบ้านที่เกิดเหตุ แต่คนร้ายสะดุดล้ม และคนขับสามล้อได้สะบัดหลุดวิ่งหนีออกมาได้ ขณะเดียวกันระเบิดที่คนร้ายกำไว้ในมือได้ระเบิดขึ้น ทำให้ตำรวจได้รับบาดเจ็บ 1 ราย ตอนนี้ปลอดภัยแล้ว และสะเก็ดระเบิดยังไปถูกชาวบ้านได้รับบาดเจ็บ ส่วนคนร้ายอีกคนได้วิ่งหลบหนีไปขึ้นเรือชาวบ้านแต่สตาร์ทไม่ติด ทำได้เพียงไหลเรือลอยไปตามแม่น้ำโขง เจ้าหน้าที่ตำรวจจึงได้ประสานไปยัง นรข.เขตหนองคาย (สถานีเรือศรีเชียงใหม่) และ เจ้าหน้าที่ สปป.ลาว ให้ช่วยสกัดจับ โดยได้ทำการเจรจาเพื่อให้มอบตัว ขณะที่เจรจาอยู่นั้นคนร้ายยังพยายามต่อสู้แต่คาดว่าปืนน่าจะขัดลำกล้อง และคนร้ายได้ทิ้งสิ่งของต่างๆลงในแม่น้ำโขง ส่วนคนที่เสียชีวิตยังไม่แน่ชัดว่าเป็นคนไทยหรือคนลาว ต้องรอตรวจสอบ ซึ่งจากการสอบสวนผู้ต้องหาเบื้องต้นคาดว่าเป็นขบวนการค้ายาเสพติดรายใหญ่ ซึ่งจะได้ทำการสอบสวนต่อไป

พล.ต.ต.พิรัชย์ อุดมพิสุทธิคุณ ผบก.ภ.จว.หนองคาย กล่าวตอนท้ายว่า สำหรับชาวบ้านที่ได้รับบาดเจ็บเป็นชาวบ้าน (เจ้าหน้าที่ รพ.สต.โพนสา) นำเครื่องใช้ไฟฟ้ามาซ่อมขณะเกิดเหตุพอดีและได้ถูกสะเก็ดระเบิดของคนร้าย ไม่ใช่ถูกอาวุธปืนของตำรวจแต่อย่างใด ซึ่งจากนี้จะได้ทำการสอบสวนขยายผลคนร้ายทีตำรวจจับตัวได้เพื่อทลายขบวนการค้ายาเสพติดต่อไป.