两名警察同时被杀害，案情迅速上报到兵团公安局和自治区公安厅。经过对现场遗留的弹壳进行分析，公安厅迅速将“7.5”持枪杀狗案与此案并案，认为这是同一伙人所为。
因为“7.5持枪杀狗案”中有群众目击到有两人进入军械库，公安厅暂定为二人或以上的团伙作案。
基于对这两起案件的分析，公安厅认为歹徒抢枪的目的是抢劫，目标很可能是市区的大型银行等金融机构。8月17日，自治区公安厅发出通报，要求北疆各城市的公安部门保持高度警惕，重点盘查各个交通要道，严防持枪歹徒流窜作案。
然而，新疆警方还是晚了一步，白天山和吴磊明此时已到达乌鲁木齐。
他们没有去抢银行，而是盯上了位于乌鲁木齐闹市中流动资金量同样巨大的边疆宾馆商贸城。
商贸城里集中了中亚及俄罗斯等国前来做边贸生意的外商，基本都是现金交易，百十万的交易额在这里随处可见。
自从在去了一趟边疆宾馆后，白天山便放弃了抢劫棉花款的计划，集中精力准备在边疆宾馆干件大买卖！
8月19日上午，乌鲁木齐市边疆宾馆商贸城像往日一样，商贾云集，热闹非凡。
中午12点，换汇商人海如拉和艾孜来提一老一少两个维族人，走到宾馆门口的一家俄式餐厅附近，蹲下来分别拉开一个提包数钱。
白天山从帆布袋中取出步枪，来到两人身后，对准那个老者海如拉的后背开了第一枪，海如拉当场身亡。艾孜来提见状大惊，提起自己的包就往宾馆里面跑。
吴磊明拿起海如拉的包，白天山举枪追击艾孜来提，宾馆保安丁小宝前来阻拦，白天山连开两枪，丁小宝倒地。
白天山继续追击艾孜来提，遇到人就开枪，又打死一名维族年轻人。最终，白天山将艾孜来提逼进了停车场，将他射杀，夺走他的提包，走回宾馆大门附近和吴磊明汇合。
随后，两人在边疆宾馆里面沿着西边围墙向旁边的新疆大学逃跑。逃跑过程中，打死试图阻拦他们的锅炉工张根茂，又在新疆大学附属中学打死两名追赶他们的中学生李强和祖力·甫哈尔，无人敢再追赶。
两人顺利逃到新大附近，事先挖过一个坑的小树林里，将两个满装着钱的提包、枪支以及两人作案时的衣服，全部埋入坑中。
不到10分钟，白天山打死7人，打伤5人，抢走海如拉39万元，抢走艾孜来提85万元人民币。
换装后的两人来到闹市区的公园，坐在长椅上，看着街道上密集来往、警铃大作的警车，静静地欣赏自己的杰作。
接到报警后的乌鲁木齐市警方快速调集了1100名警察赶到现场，并在通往市郊的29处交通要道设卡盘查堵截，而白天山和吴磊明已经坐上了回石河子的大巴，顺利通过了盘查。
这起大案一出，公安厅立即检测现场遗留的弹壳，果真不出所料，子弹和之前两案的弹壳相同，都出自同一支枪。三起案件并案，被上报公安部。
公安部立即将新疆警方提供的三起涉枪案情况，和1996年发生在北京、河北徐水的六起涉枪案件相联系。物证检验证实，京、冀、新三地系列枪案有极多的共同点。
公安部将这三地的九起案件并案侦查，定名为“京、冀、新系列枪案”，列为1997年全国第一号刑事犯罪大案。公安部五局（刑侦局）局长率领10多人小组飞往新疆，并从沈阳、上海调出刑侦专家，成立专案组，和新疆警方联合办案。
新疆警方出动数万名警力，在北疆各处走访摸排，着重寻找97年来新疆的河北、北京籍人士。
有人在147团场的一个中学捡到了149团被害警长从不离身的值勤证，这显然和案犯的落脚点有关。
刑侦重点放在了147团。有鞋匠认出白天山遗留在边疆宾馆现场的装枪布袋是自己缝制的。鞋匠肯定的说，是两个三十多岁的年轻人来找的他，一个大个子、一个小个子。大个子说的是新疆话，是本地人，小个子是外地人，河北人或者是东北人，看样子就住在147团场附近。
鞋匠将两个人的口音搞混了，这一点让之后的刑侦工作走了不少弯路。
专案组对147团场挨家挨户逐一盘查，重点找19-20日不在当地的有前科的年轻人。
但是19日中午，白天山和吴磊明作案之后，很快就坐上班车，回到了147团场。很多当地人在吃晚饭的时候，看到吴磊明在中心街道撸串喝酒，于是两人又漏了网。
专案组又开始在石河子市附近的各大监狱，摸排河北和北京籍的刑满释放人员。很快，白天山的名字就被列在一长串人名中，等待着警方进一步排查。
而此时的白天山又起杀念，他认为吴磊明性格不稳，拿到钱后一定会大肆挥霍，暴露自己，于是他决定将吴磊明除掉。
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