La policía abrió una investigación de inmediato y se dio a la difícil tarea de localizar a un hombre calvo, con barba negra y de estatura mediana. Con esta vaga descripción, fue el azar el que permitió que la hermana de la señora Buisson se cruzara con Landrú el mismo día que se presentó la denuncia. Lo vio en una tienda de la Rue de Rivoli comprando porcelanas, acompañado de una nueva víctima: Fernande Segret. La policía interrogó al comerciante y encontró que Désiré, había dejado su tarjeta "Lucien Guillet, 76, Rue Rochechouart".