2004年2月23日，雲南省昆明市公安局接報後，在雲南大學學生公寓某宿舍櫃子內發現4具被鈍器殺害的男性屍體。
2月25日，雲南省公安廳發布A級通緝令，懸賞654.38+50萬元捉拿雲南大學殺人案犯罪嫌疑人馬加爵。受害者都是來自馬加爵的學生。
2月26日，廣西壯族自治區發布通緝令，懸賞5萬元捉拿馬加爵。此前，警方查明，馬加爵是廣西壯族自治區賓陽縣濱州鎮人。
3月1日，公安部對在逃殺人犯罪嫌疑人馬加爵發布A級通緝令。公安機關懸賞20萬元在全國範圍內公開通緝。
3月6日，馬加爵的父親在接受記者采訪時，從家裏寫了壹封信，勸說兒子自首。他在信中說:“妳平時說長大了要報答父母。自從妳失蹤後，我們每天都在哭泣。妳媽媽病得很重。她多麽想見妳啊！.....兒子，妳從小就是個孝敬父母的好孩子。我們相信妳不會讓我們永遠承受這種痛苦。”
3月初，公安部在全國範圍內開展了針對馬加爵的調查，全國各地出現了數十名“嫌疑人”。
警方查明，2005年2月15日，馬加爵先後兩次從雲南工商銀行會同支行學府路儲蓄所提取現金350元和100元。2月8日至13日、2月15日，馬加爵上網查詢了江西省贛州市、湖南省邵東縣、廣州市的地理、交通、就業等情況，瀏覽了身份證制作和核驗的相關規定，並上網瀏覽了公安部、廣西壯族自治區公安廳的網站。沖浪時間集中在165438+晚上0點到第二天晚上7點。
3月12日，廣東省公安廳轉發《公安部協查馬加爵線索通報》:警方調查發現，馬加爵很可能於2004年2月17日下午乘火車離開昆明前往廣東，涉及車次和時間包括:2060昆明-湛江，時間20:41；1166昆明-廣州，時間是23: 23。3月15日晚7點半左右，馬加爵在海南省三亞市河西區被抓獲，正在接受當地公安部門的審訊。
2004年6月17日上午9時，雲南省高級人民法院裁定，昆明市中級人民法院判處馬加爵死刑，剝奪政治權利終身。判決結束時，馬加爵被帶到刑場執行死刑。4月22日，昆明中院公開開庭審理了馬加爵涉嫌故意殺人及附帶民事訴訟壹案，並於4月24日作出刑事附帶民事判決，認定馬加爵犯故意殺人罪，判處死刑，剝奪政治權利終身；判令賠償原告、唐先和人民幣2萬元，原告邵、黃協梅人民幣2萬元，原告楊紹全、馬存英人民幣2萬元。宣判後，馬加爵未在法定期限內提出上訴，昆明市中級人民法院將馬加爵的死刑判決報請雲南省高院核準。
雲南省高院經審查認為，馬加爵無視國家法律，因不能正確處理人際關系，因瑣事與同學結怨，即產生報復殺人的邪念。他經過精心策劃和準備，冷血地殺害了4名同學，主觀上具有非法剝奪他人生命的故意，客觀上實施了非法剝奪他人生命的行為，已構成故意殺人罪。在整個犯罪過程中，馬加爵的兇手意誌堅定，手段殘忍；殺人後藏匿被害人屍體，畏罪潛逃，犯罪行為社會危害性極大，情節特別惡劣，後果特別嚴重，應當依法嚴懲。馬加爵辯護人的辯護意見認為馬加爵認罪態度較好，有悔罪表現，屬實，但馬加爵罪行極其嚴重，不予從輕處罰。壹審判決準確，量刑適當，審判程序合法。故作出裁定，核準昆明市中級人民法院以故意殺人罪判處馬加爵死刑。