据云南省林业厅副厅长万勇通报，2014年12月31日，昭通市水富县森林公安局太平镇派出所接到举报线索后，在水富县太平镇吴某某家中查获疑似熊肉8.5公斤及一批冰冻的野生动物死体，抓获犯罪嫌疑人吴某某。当日，水富县森林公安局将此案立为刑事案件侦查。

2015年2月3日，云南省濒科委鉴定中心通过DNA鉴定，查获的疑似熊肉製品来源为大熊猫。

为确保儘快突破案情，云南省森林公安局派精干警力前往昭通市水富县协同昭通森林公安机关直接调查此案，按省林业厅的要求迅速成立省、市、县三级森林公安机关联合特侦组。特侦组通过大量分析、研判、线索排查，準确锁定该案主要犯罪嫌疑人为昭通市盐津县普洱镇龙台村王氏兄弟二人。犯罪嫌疑人王氏兄弟为当地苗族，以务农为生。

2015年3月29日，特侦组将王氏兄弟中的弟弟(以下简称王某弟)抓获，并在其家中查获大熊猫皮一张，及一些其他野生动物製品。民警随后又对王氏兄弟中的哥哥(以下简称王某哥)家进行了搜查，查获猎枪2支，大熊猫头骨、腿骨、油脂等。2015年3月30日，犯罪嫌疑人王某哥投案自首，并在后来指认现场时主动上交大熊猫胆一个。