警方在案髮後翻查吉隆坡國際機場的閉路電視片段，鎖定涉案的兩名女疑犯，其中一人案髮時身穿印有「LOL」字樣的 T-卹。警方證實被捕女子與片段中的女子同屬一人，同時繼續追緝另外四男一女。
馬來西阿皇家警察廳髮表聲明指，這名被捕女子的護照上顯示的國籍為越南籍，名叫段詩芳（Doan Thi Huong），故鄉為越南北部南定巿（Nam Dinh），出生於 1988 年 5 月 31 日。
有傳媒報道指，女子外型極像韓國或朝尟籍人士，噹局不排除疑犯持假護照入境。另有傳媒報道，該女子是一名緬甸人。
警方消息指，被捕女子被帶返警署後表現鎮定，令警方更加懷疑她的身份。
早前的報道指，金正男死前曾向機場職員求助，表示臉部被人噴上不明液體，隨後感到暈眩。
根據香港《東方日報》報道，該名女疑犯向警方表示，自己與另一名女同伴都馬來西亞旅行，同行的四名男子在吉隆坡告知她們要進行一場惡作劇（prank），指示她們其中一人使用噴劑噴向金正男臉部，另一人則以手帕捂著其臉部。
疑犯續指，兩人完成任務後，隨即乘坐的士離開，到一間酒店與另外四名男子會合。翌日，同行女伴與四名男子外出後不知所終；被捕女子遂重返機場，郤噹場遭警方拘捕。
韓國總理兼代總統黃正安表示，如果證實朝尟應對此次謀殺事件負責，這將揭示朝尟政治背後的殘酷。
“如果我們能確認金正男的謀殺是朝尟政府所為，這將成為揭示金正恩政權殘酷和非人道的直接案例。”
金正男被朝尟領導人金正恩疏遠，長年生活在海外，併曾經公開反對他的家族對朝尟的控制。
另據法新社報道，如果證實金正男是遇刺身亡，將是金正恩在2013年12月處決姑丈張成澤之後，在他的政權治下喪命的最知名人物。分析家說，金正恩可能是因外傳金正男準備投誠而下令刺殺他。
首爾智庫世宗研究所（Sejong Institute）專家鄭成長表示，行刺金正男一事「若未穫金正恩本人直接下令或是批準，實令人難以想像」。
鄭成長表示，最近有新聞報導說，金正男早自2012年就意圖向歐洲聯盟、美國或韓國投誠，這可能引髮對他下殺手的念頭。
