麥當勞爆炸案發生後，警方立刻組成專案小組，大動作地搜捕可疑嫌犯，並透過役男指紋檔案比對、尋找兇嫌──沒想到這起台灣首起以公共場所作為目標的恐怖攻擊的動機，竟然只是歹徒為了籌措結婚基金。除此之外，此案也連帶暴露出許多問題，包括警方對於防爆人員的訓練養成、裝備升級等全部重新規劃。另外，也由於員警楊季章的殉職，使得政府開始重視公務人員因公撫恤，以及警消人員入祀忠烈祠的問題，楊季章也成為第一位進入忠烈祠的警察。
疑犯追蹤
就在兩天內發現4枚炸彈之後，這次換警方出招了，甚至為了避免造成社會更大的恐慌，辦案層級更是拉高至國安局。
當時的專案小組懷疑，這次歹徒所製造的水銀炸彈並非一般簡易的土製炸彈，同時又使用工兵常用的TNT炸藥，研判歹徒具有相關軍事背景，甚至不排除炸藥是由軍中流出，因此將偵辦方向朝向曾受過類似軍事訓練列管者。然而，專案小組並未從軍中爆破專長列管者中找出可疑人士。
好在歹徒在恐嚇信上所遺留的兩枚指紋，還是讓警方找到了蛛絲馬跡。首先警方比對了前科犯的指紋檔案，並未查出符合者。不過，透過當時仍實行的役男指紋建檔資料（民國90年後已取消役男指紋建檔）比對後，從數十萬筆資料中，發現時年29歲、沒有前科的男子陳希杰涉有重嫌。
警方調查陳希杰的背景，發現他是南港高工配管科畢業，服役時是海軍艦艇兵，退伍後曾經賣過茶葉。而此次爆炸案除了炸彈是由茶葉罐作為炸藥容器符合外，照理說他的背景應該不具備製作炸彈的專業知識才對。但由於這是目前已知的線索，因此只能從此繼續追查。
警方鎖定陳希杰犯案後，立刻前往他位於台北縣中和市的住處逮人，但他早就逃跑得不知去向。於是警方在全台撒下重兵搜索，警政高層要求務必盡快逮獲嫌犯，以免人心惶惶。
不敢投案，卻也無處可逃
在全台大搜索的情況下，陳希杰能逃亡的地方有限，加上這次炸死了一名警察，新聞每天鋪天蓋地地報導，因此他也背負著極大的壓力，擔心自己落網後會被判死刑。
案發後，陳希杰一度躲在台北縣新店明潭山區一處廢棄的屋子，沒想到幾天後屋主來了，他連忙跳進附近溪水中逃命。後來，他在逃亡過程中，於5月6日從桃園寄了兩封信，一封寄給媽媽，一封則是寄給警政署長莊亨岱，信中提到他本來只是要錢，炸死警察不是他本意，如今搞出人命也是他始料未及的，他不知要如何表達自己的歉意；同時，他還在給母親的信中稱自己是「罪該萬死的不孝兒」，透露很後悔犯案，自己打算服毒自盡，以了結此事。
警方找上陳希杰的母親，希望她透過媒體勸陳希杰自動投案。於是陳母在電視新聞畫面中表示，相信兒子不會做出這樣的事，並聲淚俱下地向兒子喊話：「我希望你不要做傻事，趕快出來澄清。」
然而，溫情喊話這一招並沒有用，陳希杰沒有出面投案。不過，他此時也已到山窮水盡的地步。
認真看書學做炸彈
這時，有祕密證人向警方舉報，稱陳希杰的友人潘哲明可能是共犯，他與陳希杰似乎有聯絡。因此，警方開始監聽潘哲明家的電話，果然發現兩人間有透過電話聯繫，而且陳希杰正打算前往投靠潘哲明。
警方鎖定潘哲明位於中和的住處，不過卻在行動前大肆於媒體透露將前往陳希杰寄信處的桃園搜索，希望能鬆懈陳、潘兩人的防備。果然，5月16日凌晨，警方前往潘哲明住處攻堅，順利逮獲仍在睡夢中的兩名嫌犯。
主嫌陳希杰落網後坦承所有罪行皆是自己策劃，主因是因為他想與27歲的菲律賓籍女友結婚，但因為自己工作不順，沒有結婚基金，才會把腦筋動向當時發展紅火的麥當勞。
陳希杰供稱，他是自己到書店買書找資料學習製作炸彈，再到中華商場的化工材料行買助燃劑氧化鐵及水銀導電開關等零件組裝炸彈，而TNT炸藥則是早前潘哲明於工兵部隊服役時，趁演習時從軍中（有一說是自廢棄礦場）偷出，兩人一共製作了11枚炸彈，其中曾於新店山區試爆過6枚、1枚丟棄，另外4枚就是拿來犯案。
先前提到陳希杰本身並不具備爆破專業，潘哲明雖然是工兵退伍，但在軍中也未學習相關技術，而他退伍後從事水電工、暇餘時開計程車，也沒機會接觸到爆破。警方曾一度懷疑兩人說詞，認為水銀炸彈製作不易，哪是一個外行人就能輕易學會，擔心背後是否還有真正具爆破專業的藏鏡人沒有揪出。
於是警方想了一個辦法，就是「考試」。要求兩人從頭到尾演練製作炸彈的過程，沒想到他們真的做得出來，這才確認原來陳、潘兩人真的是靠著書中資訊自學學會製造炸彈。
此案經檢方訊後起訴求處死刑，但經過半年多的審理後，法院認為兩人在放置炸彈時，曾經留有紙條說明如何拆彈，儘管造成一死四傷的慘劇，但歹徒沒有殺人意圖。判處陳希杰無期徒刑、潘哲明15年6月徒刑。
後續：催生偵五隊
麥當勞爆炸案就在兩名嫌犯鋃鐺入獄後畫下句點。然而，此案卻對台灣社會各界有著莫大的影響。
首先最直接的影響是全台大部分的速食店，此後都將廁所天花板採取密閉式設計，無法任意開啟，避免往後遭到歹徒放置危險物品。同時在店內增加設置閉路監視器，以防範宵小在此活動。
其次，喚起的是對警方防爆裝置安全性的關切。
其實台灣對於防爆方面的重視始於1970年代，當時全球各地常發起炸彈恐怖攻擊，也讓當局思考建置專業防爆處理人員的必要。而後警政署、情治單位等派員前往美國受訓。警方在刑事局底下陸續成立「防爆科」、「特殊事件處理隊」等銜稱，最終在1995年配合組織調整更銜為「偵查第五大隊」。
麥當勞爆炸案後，警政署決定全面汰換並強化防爆裝置，並加強訓練員警拆彈防爆專業知識。而後防爆裝備持續提升，防爆衣、機器人陸續到位，單位更藉由每半年一次的集中訓練研析國內外各大案例和經驗。
而本案中，犧牲員警楊季章所穿的防爆衣，至今仍被收藏在警察博物館中，以供後人追思及警惕。從此案以後，台灣再也沒有出現防爆人員因為執行任務而犧牲的案例。
第一位入祀忠烈祠的員警
此外，由於特一隊隊員楊季章在任務中英勇殉職，被追晉一線四星分隊長，喪禮上總統李登輝特頒輓額「忠勇足式」，總統府秘書長蔣彥士、行政院長郝柏村也親臨弔唁。事後政府對家屬發放撫卹金700萬元、麥當勞也提供200萬元慰問金。時任刑事警察局長盧毓鈞，更是為此研擬制定《因公殉職人員遺族生活慰問辦法》，並提高刑事局的危險加給，讓員警在值勤時感到安心。
而楊季章的父親曾向後來的內政部長黃主文請求，是否能讓為了保護民眾安全而犧牲的愛子入祀忠烈祠？於是原本只祀奉軍人的忠烈祠，於1998年經內政部修改忠烈祠入祀規定後，1999年楊季章成為第一批入祀忠烈祠的警消人員，開啟了英勇殉職的警消人員也能入祀忠烈祠的先河，往後得以受到國家春、秋兩祭的追思與表揚。
這所有的改變，或許可以說都是由一名年輕員警的性命換來的。楊季章的犧牲，讓民眾在在更安全的場所用餐聚會、讓往後的執勤員警更有保障。
但無論如何，麥當勞爆炸案奪走了他的性命，對親友來說，也是無可磨滅的傷害。楊季章的父親是國安局退休人員，也曾在總統府擔任多年防爆維安勤務，對於子承父業原本應該是滿心期待，然而卻是要面對這樣的結局。
他說：「自從兒子過世後，我再也沒進過麥當勞一次，那是傷心地啊！」