案发后，王某一直在逃，后被公安部列为A级逃犯。3月20日，天台县公安局接到青海警方的协查通报，称王某可能潜入台州。天台警方高度重视，对王某展开追查。

6月10日，经过大量的外围侦查，天台警方获知王某3月份从老家潜逃到浙江后，躲进了台州市天台县、临海市、仙居县与绍兴市新昌县、金华市磐安县接壤的高山密林中，以帮人砍伐木头为业。王某具有较强的反侦查意识，从不在一个地方待上半个月，吃住都在山上，也从不和家人联系。基本掌握了王某的动向后，天台刑侦大队多次召开研判分析会，明确下一步行动思路。

6月11日，公安部发布A级悬赏通缉令，公开通缉第三批10名重大文物犯罪在逃人员，王某名列其中。天台县副县长、公安局长梅东晓作出指示，务必要求将王某及时抓获，绝不能让其继续逍遥法外。经进一步侦查，民警得知王某近期极有可能将再次潜逃。天台警方立即抽调多警种精干警力，对王某展开全方位外围调查。

6月15日上午，民警兵分多路，对王某可能出现的各个地点进行蹲守。当天晚上，王某进入天台城区某村的民房。

天台警方决定对王某实施抓捕。分管副局长王建荣全程指挥抓捕行动，并参与蹲点守候。为确保抓捕成功，民警摸清了民房内部结构和所有进出口。6月16日凌晨，在制定了周密的抓捕方案后，警方封锁了进出民房的路口。在确认行动万无一失后，民警翻过围墙破门进入室内，将准备跳楼逃跑的王某抓获。