警方第一階段偵查受阻後，又擴大偵查範圍，透過八號分機，在全台搜尋內埔鄉李、楊楊、黃、溫四名19歲至20歲間青年。這四人的特症都是過年後北上謀職，但警方將這四人約談到案後，依然查不出頭緒。到了3月15日，專案小組接到一封未貼郵票，蓋著10日從鳳山寄出郵戳的信，未署名的他自稱是學生，很後悔犯了本案，給警方帶來困擾，因此有意自首，還曾在高雄縣警察局與鳳山警分局附近徘個，可是一直無勇氣出面，希望警方承諾自首時能獲減刑。
媒體獲得這消息後，立刻不斷宣傳，鼓勵這位年輕人勇於面對，然而過了很久也無人來自首；警方只好拿著複印的信，將大高屏地區所有中學男生的週記拿來做筆跡鑑定，最後還是找不到。到了4月16日，高雄有家員工多達兩千人的木器工廠，在男廁的牆上有首打油詩，其中出現了」一時慾火」及」一時糊塗」等字樣。警方據報後趕緊去比對，赫然發現與之前那封自首信筆跡相符。於是專案小組改弦易轍，又調集了各大工廠男工的筆跡來比對，但並未發現類似筆跡。不過藉著這種對南台灣年輕男子的筆跡歸納建檔，在日後處理中央日報與聯合報爆炸案的」警總426專案小組」，等於是建立了一座寶貴的南台灣資料庫。
字證
警方偵查本案在毫無頭緒下，又回頭至死者家中清查遺物，發現其中一本日記裡缺了兩頁。警方認為在缺頁的前後日記裡，記載有鐘正芳的交友情形，還有她對週圍環境的不滿，因此判斷缺頁的日記，必定有進一步記載。而撕去那兩頁日記的人，目的可能就在演滅證據。因此改對一位與鐘正芳家庭關係密切，且有不良前科的男子嚴密監控，但並未查出什麼。
到了5月10日，有人向警方報案，在屏東縣萬巒鄉赤山村」西方道堂」後山的一株檳榔樹上，有直徑約五吋長，上面刻有」再見66年2月9日 鐘正芳劉○○」的字樣，而」劉」底下的兩個圈，刻得都不完全。底下一節另外還有」利福」兩字，警方研判可能是其他人所刻。由於刻字的位置，離地180公分高，警方因此研判，刻字的人身高至少在170公分以上，一般婦人難得有這麼高，必定是男子。至於檳榔樹上何以只刻了鐘正芳的姓名，姓劉的名字卻未刻出來？警方推斷是因為鐘正芳家教甚嚴，不願讓別人知道她有男友，所以當她發現劉姓男子將她姓名刻出後，就阻止對方再刻下去。
西方道堂離美和中學約七公里，距鐘正芳家約八公里，當地人稱為」水蛙潭」。警方就推測鐘正芳生前必定有個劉姓男友，否則不會來這裡約會。也有自稱鐘正芳鄰居的目擊者向警方提供線索，在2月7日傍晚，有兩名約18至20歲的騎黑色機車男子，一名身高約170公分，皮膚稍黑，穿牛仔褲；另一名身高約165公分，穿卡其褲。他們停在內埔鄉鐘正芳家前的省公路上，以口哨作暗號，他聽到哨聲就探頭看外面發生了什麼事，看到鐘正芳與這兩名青年比手勢，不久兩人就騎車離去，警方研判，這兩名青年可能想邀鐘正芳出遊。
警方將目擊者所描述的兩名青年中，較高的一人身高約170公分，與高雄商職女學生鐘秀慧及鐘正芳的同學黃惠玉、鐘鳳英、鄭幸枝，2月23日中午在壟觀橋上所見，與鐘女交談的騎摩托車青年身高相似；加上與在檳榔樹上刻字的劉○○，也是170公分以上，於是警方大舉搜索全台所有170公分以上的劉姓男子。但鐘正芳的母親吳X英卻堅決否認女兒於2月9日曾到過西方道堂，因為她記得很清楚，鐘正芳在寒假後就去學校上輔導課到2月7日，2月8日有女同學來訪，就在家裡玩，9日起足不出戶到20日（農曆初三），才陪她一起回娘家，何況鐘正芳根本沒有什麼要好的劉姓同學或朋友；但警方卻認為鐘正芳的日記被撕毀不尋常，懷疑鐘正芳的家人有難言之隱。
南台灣警方對鐘正芳命案的追查太過心急，把所有男學生都當成嫌犯，引起高雄中學學生的不滿，有人竟在校內網球場邊的大王椰子樹幹上，也依樣畫葫蘆的刻了」鐘正芳熊X○66年5月13日利福」。高雄市警局刑警隊長施淵源，聞訊後立刻率員去調查，還小心翼翼地取下字跡去鑑定比對，成為學生的笑譚。原來高雄中學的校長就叫」熊惠民」，有學生惡作劇，想讓校長也嘗嘗被警方約談的滋味，報復校長讓警方來校內把全校學生都當疑犯的不滿。
黃崑亮
鐘正芳命案的偵辦遇到瓶頸，警方在南台灣的全面訪查中發現，由於不改選的萬年國會毫無民意壓力，讓老蔣從中國帶來台灣的落伍法律始終存在，也使得未成年女性毫無保障。例如當時香港強姦已是公訴罪，最高可處無期徒刑；但台灣強姦卻是自訴，即使受害者是未成少女，還是不告不理，以致警方雖然抓到連續強姦女學生的慣犯，卻因民風保守（尤其中南部農村），被害者家長不願訴諸於法，寧可吃虧也不願聲張，姑息的做法使得色狼膽子愈來愈大，受害的無辜少女也愈來愈多。
例如一位國中女生，好心為人帶路，卻被對方用機車載往甘蔗園施暴，家人卻不淮她出面指認；另一位國中女生被騙到旅社強暴，被警員臨檢時發覺，但她唯恐事情張揚出去」沒面子」，竟眼睜睜看著那男子揚長而去。
警方偵辦方向接連碰壁，到了11月初，鐘正芳命案已成懸案。警政署長孔令晟非常心急，指示刑事警察局研擬草案，建立新的」秘密證人」制度。也就是一般刑事案件，仍由刑事局」八號分機」（電話5412109）受理，但當前三件警方偵辦觸礁的重大刑案，民眾只要有具體線索，若擔心警方洩密而遭到報復，可打電話5412108找刑事局長曹極本人接電話。也能直接寫信到」台北市寧夏路87號刑事警察局長曹極親啟」，不必留下姓名與聯絡方式，只要裁下信紙的一個角，甚至自行填寫一串阿拉伯數字作密碼，待警方偵破此案，即可持裁下的信紙一角或報出密碼，向警方領取破案獎金。
從這三大刑案獎金額度，分別是鐘正芳命案15萬元、江子翠分屍案10萬元、北投游銘坤命案5萬元，就可見鐘正芳命案在層峰心中的份量。由於警方始終破不了案，屏東民眾同情鐘正芳的遭遇，北部的官方是用重金懸賞，南部的民間則訴諸鬼神。翔麟唱片公司用盧玉林作詞，張春生作曲，請梅家君演唱的台語歌曲《壟觀橋的呼聲》，從南部夜市開始流行。讓鐘正芳命案不只是客家人關心，也希望用歌聲讓全台的福佬人協助提供線索，找出在壟觀橋上與鐘正芳談話的青年。
另一方面，警方在偵辦受挫多次後，也將方向從學校、工廠轉向神壇。因為警方研判，鐘正芳的屍體全身上下，僅有頭上纏著的紅色頭巾並非她失蹤時的穿著。根據民間習俗，在死者頭上纏上紅巾，可防冤魂報仇，這是上了年紀的人或乩童才有的迷信，因此警方朝這些怪力亂神的神壇查訪，果然獲得重大突破。到了案發286天後，警方接獲線報，在12月3日收押了住萬丹鄉灣內村井仔頭41號的31歲男子黃崑亮。
被收押的嫌犯黃崑亮素行惡劣，自1971年10月17日起，至1972年8月被捕為止，在高屏各鄉鎮自稱老師，謊騙十餘名國中女生到旅館或荒郊施暴，經家長提告者就高達七起，一審被地院判刑18年，上訴高分院後卻改判九年。到了1975年老蔣駕崩，小蔣登基後施行全國減刑，讓他在四年後1976年12月16日就出獄了。他一出獄就到高雄縣大樹鄉昌樂戲院前，向吳尊北承租攤位賣狗肉，螺肉、蚵仔煎等，但卻惡性不改，曾在距離鐘正芳被棄屍不遠處的後莊義和旅社，強姦一名國中女生。
警方在三月初鐘正芳命案發生後，已將黃崑亮列為調查對象；但約談時卻發現黃崑亮頭已禿了一半，與證人描述鐘正芳在壟觀橋邊談話的青年形相差距太大，所以偵訊後立即釋放。但是到了年底，由於《壟觀橋的呼聲》在屏東流行，又有民眾向警方報案，指出黃崑亮有一頂披頭型的假髮。另外警方也發現裹屍用的中華日報是2月17日、24與25日，而這幾天恰巧是農曆正月初一至初六，報社休年假，報紙並不零售，送報生要等到年初六才一次補送，所以能有這幾天報紙的一定是定戶，而向中華日報九曲營業處查證後得知，黃崑亮自1月12日起至3月24日為止，定了中華日報並有收據為證。
當然，最重要的是警方傳訊了潮州鎮金城旅社女服務生丁蔡銀花，證明黃崑亮在農曆正月初四投宿217房，她曾受託幫黃崑亮洗白襯衣和牛仔衣褲，並放在蒸機前烤乾。第二天早上：黃崑亮沒等衣服全乾就匆匆離去，這件衣褲與壟觀橋上的青年相符。另外警方又傳訊了高雄縣大樹鄉福生診所的醫師陳長松與護士劉秀琴，證實黃崑亮在農曆正月九日前後，因左手虎口紅腫且有創口，由劉秀琴為他敷藥前後數次。劉秀琴因為常到黃崑亮所開攤位的隔鄰吃蚵仔煎，所以記得他的形貌。她曾笑問黃崑亮為何受傷，黃崑亮回應是被菜刀劃傷，但她覺得很奇怪，因為傷痕呈不規則狀，絕非利器所傷，而懷疑是被人咬傷。
可惜黃崑亮就診時只是平常的小外傷，福生診所並沒有為黃崑亮填寫病歷，僅由護士收費敷藥。檢警於是召開聯席會議，研商要開棺復驗鐘正芳的牙齒與黃崑亮左手虎口的疤痕是否吻合。但鐘正芳的母親吳菊英反對，她認為虎口張合之間，本來就有很大的出入；況且3月案發時，法醫驗屍已驗得相當仔細，如今已入土九月，即使開棺，牙齒可能也已脫落，她不願意再見到女兒的屍骨出土，最後檢警就沒堅持開棺再驗，而直接起訴移送。
黃崑亮
1978年3月6日早上，高雄地方法院推事戴勝利開庭調查，提訊在押被告黃崑亮，並傳訊女學生鐘秀慧與護士劉秀琴指認。黃崑亮在庭訊中雖竭力否認涉案，並指責檢警偵查偏頗，陷人死罪；但他性好魚色，多次凌辱幼女，而且證人的證詞對他都不利。3月17日一大早，高雄地方法院前的廣場，聚集了一千多位等候聆判的民眾；九點一到，法院已被數千民眾圍得水洩不通。到了十點鐘，法警必須突破重重人潮，才將黃崑亮從側門押進法院，別說第八法庭內外擠滿了人，連法院走道甚至廣場，也都聚集了圍觀並淮備私刑報復的熱心民眾。
地院推事戴勝利才拿起文件，尚未宣判時，第八法庭的窗戶已被圍觀的人潮擠破，一名男子重重摔進法庭，」碰」的一大聲嚇壞了民眾，多名婦女驚聲尖叫，小孩子也大哭起來，法庭秩序嘈雜萬分，根本沒人聽得見戴推事的聲音，但他仍緩緩宣讀判決主文：」黃崑亮曾犯強姦罪，被判處重刑，假釋出獄後竟不思悔過，又重施故技，復扼殺被害人，遺棄屍體，良心泯滅，惡性深重，審酌其犯罪情狀，強姦而故意殺被害人，處死刑，剝奪公權終身；又遺棄屍體，處有期徒刑二年。應執行死刑，剝奪公權終身。」黃崑亮聆判後激動萬分，並作勢掙扎；被幾名身材高大的法警緊緊抓住，擠出人潮，押回看守所。
黃崑亮一審雖被高雄地院判處死刑，讓南台灣沸騰的民怨稍得舒緩，但黃崑亮在父親黃好晌與母親黃陳喬支持下，又聘大律師上訴，雖經台南高分院維持原判，但上訴至最高法院時，竟被發回更審。雖然第一次更審，台南高分院仍判死刑，但再上訴最高法院發回時，第二次更審竟獲判無期徒刑。等到1988年1月小蔣駕崩時，阿輝登基後循例又來一次全國減刑，黃崑亮因此由無期徒刑減為十五年，在1988年6月25日，服刑10年後又獲准假釋出獄。
二度出獄之後的黃崑亮，五年後的1993年5月20日，又在屏東市犯下強姦案，到1997年年底，被屏東地方法院判決有期徒刑九年。由於黃崑亮宣判前並未被收押，因此又逃亡了兩年，到了1999年1月26日中午，才在恆春鎮福德路的菜市場，被恆春分局刑事組組長楊勝仁率員捕獲。當時53歲的黃崑亮，前額已全禿，蓄著白髮，滿口」阿彌陀佛」，自稱已出家，在滿州鄉港口村的精舍修行。這是1999年1月27日《中國時報》第8版的報導，也是媒體報導鐘正芳命案的最後一則新聞。
