Тем временем полиция продолжала поиски, тщательно прочесывая семь ближайших к месту происшествия графств. Зная со слов паровозников и инкассаторов, что грабителей было около десятка, полиция задействовала огромные силы для их задержания. В этом участвовали и добровольцы из окрестных мест, которым была обещана награда в 200 тысяч фунтов стерлингов. В воздух были подняты вертолеты, до этого английской полицией почти не применяемые. В самом Лондоне на ноги была поднята вся негласная агентура, которая выуживала любую информацию, касавшуюся этого беспрецедентного преступления. Однако все было безрезультатно. Многим тогда казалось, что дело об ограблении почтового экспресса грозит перерасти в разряд долгораскрываемых. Но на пятые сутки поисков полицейским улыбнулась удача.
Некий рабочий Джон Мэрис, проживавший рядом с фермой в Лезерслейде, 12 августа решил туда зайти. Каково же было его удивление, когда он увидел, что все стекла окон были закрыты красными и защитного цвета одеялами с треугольными дырками в углах, оставленными для того, чтобы вести наблюдение за двором из дома. В сарае он обнаружил военный перекрашенный грузовик. Заподозрив неладное и наслышанный об ограблении почтового экспресса, Мэрис позвонил в полицию, но там к его сообщению отнеслись равнодушно: в те дни звонки от добровольных помощников поступали в огромном количестве (все просто бредили вознаграждением в 200 тысяч фунтов), но ни один из этих сигналов так и не приблизил полицию к разгадке. Звонок Мэриса отнесли к этой же категории. Но тот проявил завидную настойчивость. Через несколько часов он сам явился в полицию и настоял на том, чтобы ферму обыскали.
Обыск начался 13 августа и привел к сенсационным результатам. Несмотря на то, что грабители старались вести себя сверхосторожно и не оставлять никаких улик, выполнить это им так и не удалось. Например, во дворе фермы они развели костер, в который бросили комбинезоны с капюшонами. Однако следить за тем, как огонь пожирает вещи терпения не хватило, и в результате часть вещей так и не сгорела. Грабители забыли сжечь две почтовые сумки, в которых лежали деньги.
Кроме этого, было найдено огромное количество банок из-под пива, две сотни несъеденных яиц, 34 рулона туалетной бумаги и многое другое. Все это позволило предположить, что на ферме продолжительное время проживало не менее двух десятков человек. Пятнадцать из них умудрились оставить отпечатки пальцев.
О том, что полиция обнаружила место, где укрывались грабители, газеты сообщили на следующий день - 14 августа. И в тот же день в Барнемуте был арестован первый из преступников. Видимо, напуганный этим сообщением, он принялся лихорадочно тратить свою долю денег и тем самым привлек внимание полиции. Также попались в те дни и двое других. Они подыскивали для своих нужд гараж и, найдя его, расплатились с хозяйкой (а она оказалась вдовой полицейского) не за месяц вперед, а за целых три. Увидев в руках одного из них толстую пачку денег, бдительная женщина в тот же день пошла в полицию. Богатых покупателей гаража арестовали, они сознались в ограблении почтового экспресса, однако своих сообщников не выдали.
Первые и довольно скорые аресты внесли нервозность в ряды тех, кто еще оставался на свободе. В результате один из них, не мудрствуя лукаво, выкинул прямо в поле саквояж, в котором находилось 100 900 фунтов стерлингов. Этот саквояж нашел служащий одного из заводов в Доркинге Джон Ахерн и немедленно сдал его в полицию. Отметим, что подобный поступок вполне в духе граждан этой законопослушной страны.
В середине августа 1963 года полиции удалось напасть на след одного из главарей грабителей - Брюса Рейнольдса. Случилось это в городке Хейес в графстве Мидльсексе, где чета Рейнольдсов бросила свой автомобиль "остин" (его Рейнольдс купил на следующий день после ограбления). Автомобиль стоял на улице и полицейские в конце концов обратили на него внимание. Как выяснилось, "остин" был зарегестрирован на имя 42-летней Мэри Мэнсон, официальной супруги Рейнольдса. 22 августа она была задержана, однако ее мужу удалось тогда скрыться.
22 августа полиция арестовала и Чарли Вильсона. Никаких денег в его доме обнаружить не удалось, что позволило ему уверенно отрицать свое участие в ограблении. Однако после того, как полицейские предъявили ему отпечатки его пальцев, найденные на ферме, уверенность Вильсона прошла. Он никак не мог понять, как полиции удалось найти его отпечатки - он лично шерстяной тряпкой протирал все предметы и вещи, к которым прикасался он сам или его сообщники. Но в спешке он не обратил внимания на настольную игру "Не сердись, дружище", на игровом поле которой и оставили свои отпечатки большинство обитателей фермы.
Среди этих отпечатков были и отпечатки Рональда Биггса, которого полиция арестовала в его доме в Редхилле 4 сентября. Под тяжестью неопровержимых улик он в конце концов сознался в том, что был на ферме в Лезерслейде, однако заявил, что в самом нападении не участвовал.
В том же сентябре были арестованы еще несколько преступников, а 3 октября один из руководителей операции Гордон Гуди, во время обыска в его доме были найдены замшевые туфли, в которых Гуди ходил по ферме. Там он случайно наступил на тюбик с желтой краской, и эта краска так и не смылась до конца с его подошв. Стоило ли оставлять эти туфли, если на деньги, полученные от ограбления, можно было купить сотню новых туфель? Не иначе, как жадность сгубила Гордона Гуди.