Усгановить личность убийцы и задержать его оказалось непростым делом, он зарегистрировался в мотеле под именем Уиллард, приобрел винтовку и боеприпасы на имя Лоумайера, а скрылся в автомобиле, зарегистрированном на имя Голта. В комнате, покинутой преступником, агенты ФБР обнаружили только один отпечаток пальца. И по нему установили, что имя преступника Джеймс Эрл Рей, что он незадолго до этого сбежал из каторжной тюрьмы штата Миссури, где отбывал 20-летнее заключение за вооруженное ограбление.
Поиски преступника привели полицию из Мемфиса в Торонто, где Рей под именем Рам она Джорджа Снейда поселился в пансионе. Затем его след обнаружили детективы Скотленд-Ярда. Они сообщили ФБР, что преступник был в Лондоне, но вылетел в Португалию.
Португальской полиции не удалось найти человека, который подходил бы под описание внешности Рея. Дело застопорилось.
Но 7 июня, через три месяца после убийства доктора Кинга, детектив в лондонском аэропорту Хитроу остановил пассажира из Лиссабона и попросил его предъявить паспорт. В канадском паспорте, недавно выданном в Торонто, стояла фамилия Снейд. Задержанного препроводили в полицейский участок. Отпечатки пальцев были отправлены в ФБР, которое подтвердило, что они принадлежат Джеймсу Эрлу Рею.
Арестованный был выдан полиции Соединенных Штатов и предстал перед судом в Мемфисе, который признал его виновным в убийстве доктора Кинга и приговорил к 99 годам тюремного заключения. Но после окончания судебного процесса осталось много невыясненных вопросов, на которые нет ответов и по сей день.