警方鎖定潘哲明位於中和的住處，不過卻在行動前大肆於媒體透露將前往陳希杰寄信處的桃園搜索，希望能鬆懈陳、潘兩人的防備。果然，5月16日凌晨，警方前往潘哲明住處攻堅，順利逮獲仍在睡夢中的兩名嫌犯。
主嫌陳希杰落網後坦承所有罪行皆是自己策劃，主因是因為他想與27歲的菲律賓籍女友結婚，但因為自己工作不順，沒有結婚基金，才會把腦筋動向當時發展紅火的麥當勞。
陳希杰供稱，他是自己到書店買書找資料學習製作炸彈，再到中華商場的化工材料行買助燃劑氧化鐵及水銀導電開關等零件組裝炸彈，而TNT炸藥則是早前潘哲明於工兵部隊服役時，趁演習時從軍中（有一說是自廢棄礦場）偷出，兩人一共製作了11枚炸彈，其中曾於新店山區試爆過6枚、1枚丟棄，另外4枚就是拿來犯案。
先前提到陳希杰本身並不具備爆破專業，潘哲明雖然是工兵退伍，但在軍中也未學習相關技術，而他退伍後從事水電工、暇餘時開計程車，也沒機會接觸到爆破。警方曾一度懷疑兩人說詞，認為水銀炸彈製作不易，哪是一個外行人就能輕易學會，擔心背後是否還有真正具爆破專業的藏鏡人沒有揪出。
於是警方想了一個辦法，就是「考試」。要求兩人從頭到尾演練製作炸彈的過程，沒想到他們真的做得出來，這才確認原來陳、潘兩人真的是靠著書中資訊自學學會製造炸彈。
此案經檢方訊後起訴求處死刑，但經過半年多的審理後，法院認為兩人在放置炸彈時，曾經留有紙條說明如何拆彈，儘管造成一死四傷的慘劇，但歹徒沒有殺人意圖。判處陳希杰無期徒刑、潘哲明15年6月徒刑。
後續：催生偵五隊
麥當勞爆炸案就在兩名嫌犯鋃鐺入獄後畫下句點。然而，此案卻對台灣社會各界有著莫大的影響。
首先最直接的影響是全台大部分的速食店，此後都將廁所天花板採取密閉式設計，無法任意開啟，避免往後遭到歹徒放置危險物品。同時在店內增加設置閉路監視器，以防範宵小在此活動。
其次，喚起的是對警方防爆裝置安全性的關切。
其實台灣對於防爆方面的重視始於1970年代，當時全球各地常發起炸彈恐怖攻擊，也讓當局思考建置專業防爆處理人員的必要。而後警政署、情治單位等派員前往美國受訓。警方在刑事局底下陸續成立「防爆科」、「特殊事件處理隊」等銜稱，最終在1995年配合組織調整更銜為「偵查第五大隊」。
麥當勞爆炸案後，警政署決定全面汰換並強化防爆裝置，並加強訓練員警拆彈防爆專業知識。而後防爆裝備持續提升，防爆衣、機器人陸續到位，單位更藉由每半年一次的集中訓練研析國內外各大案例和經驗。
