據檢方調查，洪男因家庭和求學問題對社會產生怨恨，4月時就已預謀藉由殺人，來讓全國民眾關注自己，故選定於人多的捷運車廂內犯案；而洪男原先的計劃是在5月20日行凶，後考慮到今年（2024）5月21日剛好是鄭捷殺人案10週年，支持廢死的他，希望更能「加強社會大眾對其行凶行為及廢死議題的關心」，便在選在21日正式啟動殺人計畫。
針對此案，檢方採取了3大偵搜措施，包括向法院申請搜索票、指揮警方南下高雄搜索洪男住處，並向高雄市衛生局調閱其過去的就診紀錄。檢方也於22日親自到案發車廂內勘驗和採證，以利第一時間保全所有證據。
檢警調查出，洪男於犯案前1週在五金行購買了3把刀，並於19日從台南搭乘高鐵北上台中，入住一間摩鐵兩晚，21日上午才退房，並搭計程車前往中捷水安中站作案。
洪男抵達捷運水安中站後，先到把行李放置在捷運置物櫃，再上個廁所，並吞了8顆鎮定藥來平穩情緒；洪男犯案完被警方逮捕時，不斷失控哭喊：「我不想死、對不起」。
然而，在案發前陣子，就讀高雄某醫專的洪男因故暫停在醫院的實習，也曾因精神狀況就醫，不過經過複訊，發現洪男對於檢察官的問題一問一答，精神狀態無異常，且在決意犯案時，他思慮周詳，並能反覆思考、權衡利弊，顯示其作案當下和事後態樣都是心智正常之人。
綜合上述考量，檢方認定洪男心智無異常，並向法院聲押而非聲請暫時安置，本案於今日偵結，洪男被依殺人未遂、傷害、恐嚇公眾及恐嚇危害等罪嫌起訴，並依法請求法院從重量刑。
