Mellom januar og september 1984 utførte Tsjikatilo ytterligere femten mord hvorav det tredje mordet ga etterforskerne deres første, klare spor. Den 24. mars hadde Chikatilo lokket til seg en ti år gammel gutt ved navn Dmitrij Ptasjnikov på vei hjem fra en butikk i Novosjakhtinsk. Flere øyevitner kunne bekrefte at de hadde sett den unge gutten slå følge med Tsjikatilo og etterforskerne samlet inn mange ulike vitneerklæringer som viste seg å matche, og politiet begynte endelig å få satt sammen en viss profil av den mistenkte. Liket av Ptashnikov ble funnet tre dager senere og politiet fant et fotavtrykk som tilhørte morderen, i tillegg til sæd og spytt på ofrets klær.