神探辦案
3月29日，也就是陳義雄被發現死亡當天，李昌鈺推薦的三名美國刑事和彈道專家先行抵達台灣開始調查工作，他們會見了陳水扁總統，並檢視傷口，認為傷口確實是槍傷無誤。同時也取得事件發生時的所有證物，並到現場勘察，把採樣到的資料帶回美國與李昌鈺共同討論。
4月9日李昌鈺抵達台灣，當天他立刻祕密拜訪總統府，親眼看過陳水扁和呂秀蓮的傷口後，又到調查局取得所有證物和照片進行研究。接著李昌鈺又馬不停蹄地南下台南，訪問奇美醫院並與當天參與治療的醫生談話，再度確認之前受外界懷疑的X光片、照片沒有問題。
晚間李昌鈺也來到案發現場，採用雷射技術重建彈道，判斷兇手可能是躲在公車站牌附近射擊，而且由於車內滿布細微玻璃碎片，確認是由外向內射擊所造成的無庸置疑。
經過反覆試驗研究後，根據刑事局及李昌鈺提出了現場重建報告，確認了槍擊案的詳細熱區位置，報告指出，「熱區應為金華路三段12至18號間，其中以金華路三段14至16號間可能性最高。」
確認了兇手射擊熱區及彈道後，專案小組「以彈追槍」。發現兩枚掉落在現場的不銹鋼彈殼無論外觀、大小、內部組成結構均相似。另在彈殼上有相似的環狀紋痕，應是同一台機器或是同一類型的機器所製造出來。
刑事局於2004年5月，調查發現另外兩件槍砲案「何墩卿案」與「楊志清案」中查獲的槍械，與319槍擊案涉案槍彈為同一來源後，循線追查槍彈上游，查出319槍擊案的槍彈為男子唐守義所製造。
警方在調查唐守義所製造的槍彈流向時，從已溺斃的陳義雄親友處得知，陳義雄曾買過槍。親友證稱，陳義雄於2003年12月22日以「防身」為由透過數名中間人以新台幣4萬5千元購得唐守義所製造的槍彈。
獲悉後，再度針對陳義雄是否涉及319槍擊案進行調查，同時還要釐清陳義雄所謂的買槍是為「防身」之用是甚麼意思？
原來陳義雄曾於2003年4月25日，在台南市水萍塭公園參加「TVBS全民開講」節目錄製，他在節目上發言批評陳水扁執政導致經濟衰退，還說：「你們民進黨大家若要講一直要支持阿扁，等於說要寵這個囡仔寵乎壞，若寵下去永遠台灣就一定會倒。」
結果節目結束後，陳義雄遭到大批阿扁支持者包圍，若非是有警察保護離開，差點就被圍毆。但之後陳義雄還是常在公園等處遭人認出，並與對方發生衝突，為此陳義雄擔心會遭到報復，才有購槍防身的打算。
同時，專案小組也在此時作出陳義雄確實是319槍擊案兇手的推論。專案小組調查發現，原來陳義雄妻子在專案小組公布疑似涉案的禿頭黃衣男子影像後，曾經詢問丈夫是不是他本人，但陳義雄支吾其詞，僅表示「事情我做的，我自己會處理。」陳義雄還在客廳將黃色夾克剪碎，並丟到神明廳的金爐燒掉；事後又主動要妻子幫他修短頭髮。
報告出爐
專案小組在《0319總統、副總統槍擊案專案報告》中如此記載：
「事實上，陳義雄的死亡原因，在 93年 3月29日陳義雄被發現溺斃當天晚上，家人都已知悉陳義雄是自殺死亡的，原因是家人已發現陳義雄在房間抽屜內的遺書，由於家屬在看過遺書後，認為陳義雄自殺最主要的原因，是因為涉及總統及副總統被槍擊的案件。」
但這封所謂陳義雄的遺書在哪裡呢？專案報告中表示，家屬在陳義雄死後開了家庭會議，為了避免家庭未來遭到不必要的紛擾，決定燒毀遺書。專案報告中就寫到家屬銷毀證物遺書是為了「顧慮家人以後的生活，希望此件世人所矚目的槍擊案件謎底，隨陳義雄的死亡永遠石沉大海。」
至於陳義雄背後是否有幕後黑手指使，專案小組認為，從陳義雄生前的電話通聯、資金流通、監視器畫面、家人目擊者供詞、犯案槍彈為一槍兩彈等部分，都顯示陳義雄為獨自作案。
這個說法不管你信不信，總之檢調單位是信了。2005年8月17日，台灣最高法院檢察署檢察總長吳英昭正式宣布319槍擊案結案，由於涉案的陳義雄已死亡，全案予以不起訴處分。
專案小組最後做出的結論報告是這樣：
「93年 3月19日，陳總統及呂副總統的選舉造勢車隊行經台南市金華路三段時，（陳義雄）趁著現場人聲鼎沸、萬頭鑽動，與震耳欲聾的鞭炮聲掩護下，連續向陳總統座車開了二槍後，沿著金華路右轉武英街再左轉大智街逃離現場，原以為神不知鬼不覺，未料在逃離的過程中被沿路的錄影監視器拍到了，影像公布之後，陳義雄不想連累家人，在留下遺書交代完後事，以自殺結束了自己的生命。」
總之，319槍擊案就這樣落幕了…
當事人之一，呂秀蓮翻案
當然，這樣的結局不要說藍營無法接受，就連綠營也看不下去。2007年4月，案件當事人之一的副總統呂秀蓮在接受媒體訪問時公開指出，檢警調在案發後的處理與調查都有疏失。她也不認同警方指陳義雄涉案的結論，而且她懷疑319槍擊案的真正目標並非陳水扁而是她。
呂秀蓮還分析，認為319的真正幕後黑手有可能是以下幾種可能：
| 可能原因 | 不可能原因 | |
| 紅色（中國大陸） | 消滅台獨、打擊民進黨。 | 應由職業狙擊手犯案，一槍斃命。 |
| 藍色（泛藍陣營） | 阻卻陳呂連任，一旦暗殺成功，泛綠無其他人選能夠對抗連宋。 | 沒有理由連副總統都要一起殺。 |
| 綠色（泛綠陣營） | 為爭取同情拉抬選情。 | 只要槍擊副總統即可，不必連總統一起挨槍。 |
| 黑色（賭盤或黑道） | 選情後期翻轉，怕輸故鋌而走險。 | 專案小組排除此一可能，且陳義雄無簽賭嗜習。 |
2010年3月18日，這時已經卸任總統職務的陳水扁發表「阿扁札記」，文中也促請政府要重啟調查319槍擊案。他表示完全支持「三一九暗殺事件」應該重啟調查，不但要重新查、仔細查，更要徹底的查，「到底誰是兇手，如果不是陳義雄，那又是誰？」
319槍擊案至今已經過了17年，即便專案小組給出了一個答案，但很顯然各界並不買單，期間包括「三一九槍擊事件真相調查特別委員會」等單位，甚至是案件當事人都質疑這樣的結論，使得這個案子至今仍各說各話。不同陣營的人士及支持者，各自選擇相信他們所相信的說法。
不過，319槍擊案真的有許多環節很難讓人理解，比如：兇手如何在上千警力維安及眾目睽睽下於人群中開槍射擊，而竟然沒有人發現？
案發現場萬頭鑽動，兇手持著一把改造手槍竟能在不傷及無辜的情況下，連開兩槍精準擊中目標？專案報告說陳義雄買槍行兇，但槍在哪裡？
案發後，被指為兇手的陳義雄死因實在過於離奇，而且這麼巧，連遺書都被燒了，什麼都沒留下來，會不會是被滅口？
17年過去了，那兩顆子彈還在飛，我們還看不清究竟彈著點會落到哪裡。
調查員們，你們發現了什麼嗎？請與我們聯絡。
