Po ostatnim morderstwie, dokonanym na Annie Bondar w styczniu 2009 roku, zgłosił się świadek, który dostarczył kluczowych informacji. Mężczyzna, były starszy inspektor milicji, który znał ofiarę osobiście, zeznał, że widział, jak wsiadała do zielonej Łady. Ponadto pamiętał fragment tablicy rejestracyjnej – litery VI. Na podstawie tych informacji śledczy rozpoczęli poszukiwania takich samochodów w całym kraju. Spośród 7043 samochodów tylko 50 było zarejestrowanych w obwodzie kijowskim – Kuźmienko nigdy nie był uważany za podejrzanego, ponieważ samochód, którym się poruszał nie był zarejestrowany na niego, a prawdziwy właściciel miał alibi na dzień zabójstwa Bondar. W maju tego samego roku funkcjonariusze organów ścigania przybyli do domu Jurija Kuźmienki w Bojarce, gdzie z nim rozmawiali i dowiedzieli się, że jeździ poszukiwanym samochodem. Mężczyzna oddał próbkę śliny do badania. Jego próbka okazała się zgodna z testem, jednak nim przyszły jej wyniki, Kuźmienko zbiegł i przez kilka dni błąkał się po znanych mu lasach. Podczas przeszukania jego domu i garażu śledczy znaleźli torbę z damską bielizną różnych rozmiarów, z których część była zakrwawiona. 29 maja 2009 roku, Kuźmienko został aresztowany pod domem swojego brata w Kijowie.