从2004年第一次犯案，公安机关对周克华开始长达8年的不懈追凶路。
从2012年8月10日9时34分周克华在重庆再次作案到8月14日6时50分被毙杀，公安机关历经近70小时取得了决定性胜利。
近70个小时里，公安部统一部署，近万公安武警、117条搜索犬、419辆巡查车集结重庆，并以歌乐山为核心圈、隐蔽藏匿点为重点圈、城郊为外围圈等，形成三圈网络，全面围捕周克华。清查案犯习惯藏匿的涵洞、防空洞、墓地等7.9万次；并印发通缉令186万余份；民众上报700多条线索。
8月10日
全国通缉 全城围捕
8月10日上午9时37分，重庆沙坪坝区凤鸣山康居苑路口，“砰”“砰”“砰”几声枪响，一人倒地身亡，两人受伤。“不好，有人持枪抢劫，有人中枪了。”一个目击者大喊。
几分钟后，重庆警方赶到，将事发银行门前的人行道全部封闭，并在事发地周边拦路设卡。死伤者倒地的区域已被警方用塑料布遮蔽。警犬在现场附近搜索嫌疑人线索。
此时，重庆警方已开始部署警力对主城来往车辆进行严格盘查。
出租车司机收到短信说：嫌疑人40岁左右，皮肤较黑，身高1米7左右，穿白色细条纹衬衣，黑色西裤、皮鞋，手提白色编织袋。
案发约5小时后，警方锁定犯罪嫌疑人，他就是之前苏湘渝系列枪击案的嫌犯——周克华。
公安部发布A级通缉令，并承诺对发现线索的举报人、协助缉捕有功单位或个人，将给予人民币10万元奖励。重庆市警方也发布公告称，悬赏50万元缉捕周克华。
根据各方面情报分析，嫌疑人周克华可能躲藏在歌乐山一带。中午时分，公安特警和武警官兵，源源不断地往山洞方向集结。各公安分局抽调的民警负责外围拦截，特警和武警官兵则是七八人一组，在当地老乡的带领下，开始上山搜寻。
重庆警方指挥部设在通讯学院附近的一处公安战训基地。战训基地每个办公室甚至阅览室，都成了部署各部门任务、繁忙联系的会议室。
第一夜最难熬。执勤的民警不仅荷枪实弹，而且随时关注着上下山路口的动向，一有陌生人靠近，就严阵以待。
8月11日
嫌犯现身 秘密抓捕
8月11日清晨5点刚过，仅在歌乐山上集结的武警官兵就有1500人。
当天因市民举报，警方在市区一商场发现疑犯周克华的踪迹，但又让他逃掉了。
随后，警方确认周克华没逃进山林，是在市区，也就是说周克华一直在之前的重点包围圈之外。于是重庆警方一方面在山林继续加大搜查的力度，给周克华制造一种假象，即明修栈道暗度陈仓。实际上重庆警方秘密部署了许多4人一组的秘密小组，以密制密，等候周克华再次出现（就出现了14日早上击毙周克华的一幕）。
案发后，重庆市公安局全警停止休假参战，副市长、公安
局长何挺指挥全市公安民警会同武警和驻渝部队官兵冒着40°C的高温酷暑开展严密封控。
10日、11日，至少数千警力在歌乐山上层层布控。
枪击案件发生后，重庆警方立即全城戒严，对出入沙坪坝区的行人和车辆进行重点排查，同时在去往成都等的大道上布控。
知情者分析，周克华作案后搭乘摩的抵达铁道，然后步行沿铁路行走，以避开人群和道路上警方的视线。“当他行进到尖刀山附近时遇到了盘查，他仓促间拔枪射击，再往尖刀山方向逃跑。”
10米一组 一车一检
重庆街头，警方设有多个路卡，并通过交通电子屏、短信、宣传单等方式广泛发布对周克华的通缉令。武警和公安人员在歌乐山国家森林公园实施围堵和搜山的消息、图片开始流传。
歌乐山国家森林公园是重庆市的著名景点，著名的渣滓洞便在山上，山上还建有烈士陵园等。
半山腰数公里范围内，几乎每隔10米至20米便有一小组警察在路边布控，不少民警身穿防弹衣、手持枪支。
歌乐山东侧下山通道，警方连续设了两道关卡，数名持突击步枪和手枪的警察布防，过往车辆一车一检。
当晚，多个消息称，周克华已在歌乐山落网，后被警方证实为谣言。
参与搜捕的成都军区驻渝部队某部官兵说，经过一天一夜搜捕，与歌乐山相邻的重庆铜梁、璧山两县的山岭也被列入侦查范围。
8月10日深夜至11日凌晨，沿山公路两侧的密林中，每隔数十米，就有三至五名民警“把守”。为了应付燥热和蚊虫，民警抹起了花露水和清凉油。
8月12日
警方围山 警员中暑
12日，重庆警方已开通报警短信号码12110，方便市民编发短信报警。在对尖刀山、歌乐山一线等重点区域彻夜包围后，12日上午发起第二次大搜捕。
快到中午时分，公安部副部长张新枫携刑侦专家，与副市长、公安局长何挺一起来到指挥部，亲自指挥搜捕行动。
在具体了解了情况后，张新枫立即判断，嫌疑人周克华在10日上午9点50分左右打死铁路民警后，应该是向歌乐山上逃窜。一是歌乐山上肯定有周克华的藏身地点，嫌疑人以前购买的帐篷等野外生存设备，以及存放抢来现金的黑布口袋，都应该会找到；二是上山搜捕的范围应该缩小，应以7月28日一位老人看见周克华练枪的寨子坡、8月10日下午搜捕人员在山洞碑口社遇上疑似周克华的男子的位置、靠近山洞一侧的歌乐山山底三个点作为山上搜捕的重点位置，做地毯式搜索。
指挥部根据指示，当天下午就决定，抽调经验丰富的民警、特警和武警官兵1600人，分成“上段”“中段”“下段”三个部分，再加上100条警犬，分成若干小组，对山洞附近的山区实施地毯式搜寻，不要放过每一寸土地、每一个细节。
12日下午3点左右，来自渝中、九龙坡、大渡口、高新、南岸5个公安分局的负责人，在指挥部二楼的小办公室里，部署第二天的搜捕行动。最后决定，这一次的搜山以刑侦经验丰富的公安民警作主导，携带警犬的特警，以及装备有步枪的武警官兵为协助，对山上，特别是无人区，展开搜索。
12日下午5点左右，数十名武警在山洞村聚集休整，大部分武警满头大汗、全身湿透，他们坐在地上，一武警正在分发矿泉水和冰棍。一名指导员说，他们来自重庆武警，早上6点开始在山中搜捕，一直到傍晚就喝了一点水，多名武警出现中暑症状。
发现踪迹 警犬累死
约10分钟后，数十名特警牵着警犬跑进树林中，一名武警说，不远处发现一个山洞，可能存在线索。
原本寂静的山林瞬间紧张起来，特警们手持手电筒缓慢进入山洞，警方在洞内发现一件破烂的深绿色成人T恤，两个香烟盒，以及新鲜排泄物。其中一名警察背部被刺藤划伤。
一名特警说，他们10日下午5点到达歌乐山。“昨天（11日）的搜捕集中在山上有路的地方，今天连没有路的地方都要排查，搜捕难度越来越大。”上山的时候他们仅带了两瓶水，由于天气炎热，搜捕过程口干舌燥，换防时，他的一名同事喝了15瓶矿泉水。
12日晚上6点开始，数千名特警和武警陆续集结休整，沿路布控的民警留在原地吃盒饭。
自10日下午开始参与搜救，重庆市涪陵区公安局警犬“雷鸣”一个劲儿往山上冲，跑在其他警犬的前面。连续工作20个小时、行程近30公里后，“雷鸣”突然呼吸急促，半个小时后，“雷鸣”瞳孔放大。
12日傍晚6点，“雷鸣”最终因劳累过度、抢救无效在动物医院去世。
8月13日
山林搜捕无果
8月13日上午9点，指挥中心发布命令，让全市各区的公安民警，密切注意长途车站客车上的动向，做到长途车逢车必查，并且指派便衣民警到车上侦查。减少在山洞一线值守民警的数量，楼下执勤的民警也由明哨改为暗哨，警车也不能停在路边。
10点刚过，对讲机里传来这样一条有价值的信息：北碚区开往沙坪坝的一辆客车上，有疑似周克华的乘客出现。指挥中心立即调派周边区域的突击队，按照所汇报的车牌号找车，并再派当地派出所民警便衣上车核实。
11点，前方搜捕的民警汇报称，在“中段”向下30米处，发现了一个比较隐蔽的小坑洞。里面除了几十件衣服，还有电饭锅等生活用品，不但如此，现场发现的火药枪及匕首等武器，也引起了指挥部的极大关注。