北九州市病院長殺害事件
このように、SやYの潔白を証明する証拠は出てこなかった一方、2人への疑念を強める証拠が次々と出ていたことから、事件から約1か月が経過した12月15日に開かれた特捜本部幹部会は「(犯人は)SとYに間違いない」と確認した。同月21日には、福岡・大分両県警の捜査本部が福岡市内で初の合同捜査会議を開き、情報交換の一層の緊密化を確認した。しかし、この時点では決定的な物証どころか、「完全犯罪」を狙ったことを窺わせる犯行の動機も、2人の身辺からは浮かんでこなかったため、強制捜査に踏み切ることはできず、同月23日には田中新太郎(工藤会田中組組長)殺害事件(後述)が発生したこともあって、捜査員の疲労は日ごとに増していった。
一方、洗濯ネームの「S」という苗字から、2人の存在が浮上して以降、報道陣が「ピラニア」を訪れ、Yから四国旅行の目的などを聞き出そうとするようになったが、2人は自分たちに嫌疑が掛かっていることを知り、事件発生から別件逮捕までの約100日間にわたり、互いに口裏合わせをしたほか、知人たちとのアリバイ工作を図った。Sは逮捕前、朝日新聞西部本社の記者に対し、「11月5日は自分の店に1日中いた」と話し、12月ごろには、自宅に来た記者に対し、約3時間にわたって潔白を主張し、同席した妻もそれに相槌を入れていた。
福岡地検小倉支部は1980年4月14日、S・Yの被疑者2人を共同正犯として、強盗殺人・死体遺棄の罪で福岡地方裁判所小倉支部へ起訴した。起訴後の4月17日、2人の身柄は小倉拘置所へ移されたが、同拘置所は2人の自殺を警戒し、シーツを貸与せず、7分間隔での監視を行った。
恐喝未遂事件における被告人Sの初公判は、1980年4月8日14時30分から福岡地裁小倉支部(福嶋登裁判官)で開かれた が、Sは罪状認否で、「脅し取ろうとしたのではなく、集金の不足分を弁償してもらうためだったに過ぎない」と述べ、恐喝の犯意を否認。同事件は後に本事件の審理と併合された。
2人は全面自供後も、強盗殺人罪の法定刑が死刑か無期懲役しかないことを知らず、Yは「(刑務所から)出る時は、(当時7歳の)息子は中学生か」と漏らしていた。また、小倉拘置所に入所した直後は、接見した知人に対し、犯行直前の自分の行動について有利な証言を依頼したため、福岡地検小倉支部により、起訴後としては異例となる接見禁止の措置を取られた。一方、起訴後には拘置所の職員に対し、自分たちへの量刑を気にするような発言をしていた。Yの父親は、息子の自供後、被害者Aの冥福を祈るために自ら位牌を作り、毎日線香を上げていたが、4月15日に小倉南署で息子と接見した際には、「A先生の位牌の他に、お前のも用意してある」という言葉を掛けている。