约一个小时后，石悦军驾车向北行驶约15公里，赶到自己家所在的柳河县柳南乡南沟村刘国华家的小卖部，以买干粮为由猛敲小卖部。刘国华刚打开门，石悦军当胸给他一刀。杀害刘国华后，他又杀伤刘妻逃离。此后，石悦军沿通柳公路北上，来到距二密镇约40公里的柳河县三源蒲镇，将小时的惟一玩伴于宏勇杀死，并将其妻子谢某砍伤。
案发后，警方在通化市、通化县、柳河县、梅河口市等一些主要路段便设立了拦截卡，进行围捕。警方还在网上发布了协查通报，悬赏10万元奖励缉凶。9月27日下午3时许，指挥部接到报告，柳南乡通沟村独居山中的45岁的村民孙洪连及其妻子被人杀死。
经过认真研判确定系石悦军所为，且犯罪嫌疑人仍在当地，公安部门便在附近重点区域划出214平方公里范围，组织公安民警、武警官兵、民兵预备役人员和群众1.2万余人，进行大面积拉网式搜山抓捕，对重点部位实行蹲守。悬赏5万元缉拿涉嫌制造系列杀人凶案的石悦军。
29日凌晨5时许，距石悦军家仅2公里的吕家堡子居民刘某听见邻居老赵家传来“救命”声，赶去一看，两个老人已倒在血泊中，石悦军手持杀猪刀正在狂扎赵家14岁的留守孙子。刘操起顶门杠与石搏斗，石转身逃跑，刘忍痛报警。
