Cùng với sự ra quân của cảnh sát hình sự, ngay từ sau buổi họp án đầu tiên, lực lượng an ninh lập tức bước vào trận đánh, lặng lẽ nhưng hết sức khẩn trương. Đội bảo vệ chính trị Công an quận Bình Thạnh là đơn vị đầu tiên phát hiện có nhóm đứng ra nhận 'làm' vụ Thanh Nga. Đó là những phần tử chống phá cách mạng trong 'đại đội quyết tử' thuộc tổ chức 'Lực lượng chí nguyện quân Đông Dương'. Theo tài liệu thu thập, tổ hành động của chúng gồm 4 tên, sử dụng 2 xe honda 67 và súng Colt 12 gắn nòng giảm thanh, thực thi nhiệm vụ hạ sát Thanh Nga!