這起捷運殺人案，警方發現，鄭捷預謀犯案，他趁著21日當天學校沒課，一早11點從台中搭客運北上，中午約朋友到麥當勞吃飯，接著到江子翠捷運站對面超市，買一把35公分長水果刀，加上事先準備的摺疊刀，他從江子翠站搭車，一路到國父紀念館站下車折返，到龍山寺站時開始砍人，被逮後臉上面無表情，冷血態度讓人不寒而慄。
擔心鄭捷再度揮刀攻擊，警方跟保全一擁而上包圍，也有民眾見義勇為，拿雨傘敲他頭，混亂中鄭捷一連退了幾步，企圖落跑，但最後還是被10幾人合力制伏，從另外一個角度，也能清楚看到，熱心民眾幫忙圍捕過程。事後警方調查，鄭捷冷血犯案，早就開始預謀準備，當天早上11點多，他學校沒課，先從台中搭客運北上，大約2點就到板橋車站。
TVBS記者林君舫：「犯案當天鄭捷從台中北上，覺得肚子餓了，就到速食店用餐，之後才去行兇，不過就在吃飽飯之後，他還先步行走到附近超市，挑選犯案兇刀。」
當時鄭捷拿了把長約35公分的生魚片刀，到櫃檯結帳，之後慢慢地收進包包裡，買凶刀的過程全被拍的一清二楚，更令人發毛的是，他其實事先從台中帶了一把折疊刀，但似乎怕不夠用，才又買了把銳利長刀。
超市店員：「那時候正在忙，所以我也不清楚，對這男生進來買也沒印象。」
面無表情的付帳買凶刀，但腦中正盤算著殺人計畫，超市店員卻對他毫無印象，下午3點25分，他從江子翠捷運站上車，搭板南線到國父紀念館站，再下車折返，一路上似乎在思考著，等等如何動手刺殺乘客，最後才搭回龍山寺站，開始在車廂內瘋狂砍人，直到4點26分抵達江子翠，鄭捷縝密計畫行兇，害死4條人命也不後悔，就為了「做一番大事」，讓人不寒而慄。
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