2005年3月16日晚上八点多钟，湖北省老河口市的街头忽然传出一声枪响，引起了人们的注意。不到五分钟后，老河口警方赶到了案发现场，发现受害人黄某已经死亡。现场开始进行勘查，同时侦查人员向围观群众了解案发详情。
根据黄某的妻子提供的信息，当晚他们一家四口在外面吃完晚饭，准备开车回家。就在他们走到自家车旁时，突然一名蒙面男子冲到黄某身后，并朝他的后脑部开了一枪，导致黄某当场倒地身亡。行凶之后，这名蒙面男子迅速逃往对面的一个市场，消失在黑夜中，整个过程仅用了一分钟左右的时间。
经过初步勘察，侦查员在现场地面上找到了一枚7.6毫米的子弹壳。尽管警方在现场周围进行搜索，但除了这枚弹壳之外，并未找到其他有价值的物证。然而，由于案发地点位于闹市区，十几名目击群众称曾看到了犯罪嫌疑人。根据目击者的描述，案发之前，这名蒙面男子一直在现场附近徘徊。由于当时天气较冷，所以犯罪嫌疑人并没有引起特别的注意。
在警方综合所有目击群众提供的情况后，总结出了犯罪嫌疑人的大致特征：男性，体型偏瘦，身高约一米七左右，上身穿着深色夹克。为了尽快追捕嫌疑人，警方立即在全市各路设卡进行追查，并继续进行案发现场附近的走访调查。
大约一个小时后，侦查员得到了一个新的情报。据称，案发后不久，一名男子驾驶一辆红色富康轿车将死者黄某的儿女接走。然而，当警方询问黄某的妻子时，她却声称自己的儿女是被黄某的司机李某用出租车接走的。面对这种矛盾说法，侦查人员拿着李某的照片再次进行走访。其中有人确认驾驶红色富康车的人正是李某。侦查人员随即找到李某进行进一步的询问。
然而，令人困惑的是，李某却声称自己是坐出租车到达案发现场的，这与侦查员之前了解到的情况大相径庭。更令人怀疑的是，当黄某的妻子得知李某正在接受警方询问时，她的情绪变得异常激动，并多次骚扰警方的询问过程。
考虑到这两人的反常举动，警方除了继续追查犯罪嫌疑人外，还开始寻找红色富康车的下落。不久之后，侦查员获得了一条新的线索，据称嫌疑人开枪后横穿马路进入了一个市场。
警方找到当时唯一一家还在营业的商户，根据商户提供的情报，警方了解到案发后两分钟，一名与犯罪嫌疑人相似的男子跑过商户所在地，之后坐上一辆黑色摩托车逃离现场。这名驾驶摩托车的男子男子身高大约一米八左右，体型魁梧，在路口等待了十几分钟，驾驶的是一辆黑色太子摩托车。
根据商户的回忆，犯罪嫌疑人选择在繁华市区作案，而且采用近距离射击的方式，明确目标是将黄某置于死地。由于案发现场附近有很多人流，这并不是一个理想的作案地点。因此，警方推断犯罪嫌疑人并不认识被害人，选择这里可能是为了利用车辆来认清被害人。
根据民警的判断，这是一起经过精心预谋的雇凶杀人案件，而且犯罪嫌疑人很可能并非第一次犯案。警方在当晚深夜终于在一个小区找到了那辆红色富康轿车，并对现场进行了勘查。在车上成功提取到了黄某司机李某的指纹。
面对证据，李某最终承认自己驾驶红色富康轿车到达过案发现场。原来，案发后不久，李某得知黄某被枪杀，于是借了朋友的车前往现场。在途中，由于超速驾驶，刮到了一位行人。
当时李某并未下车，反而逃离了现场，到达枪杀现场后，黄某妻子让李某带走两个小孩儿，李某则将车祸一事告知黄某的妻子，并叮嘱他不要告诉警方，随后，侦查人员找到了被李某撞倒的人，也排除了富康车与案件的关联。
第二天，警方对案发现场遗留的弹壳进行了检验。经鉴定，这枚弹壳是六四式手枪子弹的弹壳。于是，民警一方面在有前科的人员以及可能接触到枪支的人员中查找犯罪嫌疑人，另一方面从死者黄某的社会关系入手，查找黄某的矛盾点。
黄某是老河口本地人。1995年前后开始涉足建筑行业，经过多年发展，他已经成为当地知名的建筑商人。经过调查，侦查员发现黄某脾气暴躁，做生意时得罪了不少人，除此之外，黄某家人还将怀疑的目光投向了黄某的妻子林某。
黄某与妻子林某结婚十多年，育有一儿一女，但两人的关系并不好，时常发生争吵。直到黄某去世后，他的家人才知道两人早已经离婚。更让黄某家人警觉的是，黄某出事后的第三天，黄某名下的财产都转移到了林某的名下。
警方对黄某的亲朋好友以及与他有生意往来的人进行了整体筛查，并收集了四五百人的信息。通过几轮筛查，警方列出了89位目标嫌疑人进行深度调查。为了调查这些嫌疑人，民警在半个月的时间里走访了三千余人，并记录了十余万字的案件材料。
不久之后，死者黄某的前妻林某突然回想起了一件事情。根据李某的说法，316枪案发生的一个多月前，黄某可能曾经遭遇过一次枪击事件。林某回忆道，2005年2月的一天晚上，黄某和林某带着两个孩子一起回家。当他们走到路上时，一辆摩托车从对面开来，在双方交汇的时候，林某听到了一声砰的响声。她认为那是枪声，但黄某却解释说是鞭炮声，因为没有人受伤，所以两人没有太在意。
根据林某的回忆，这名可疑男子骑着深色摩托车，戴着帽子，体型偏胖，个子也比较高。而这名男子的特征与316枪案中负责骑摩托车接应的嫌疑人非常相似。在得知这一情况后，民警前往李某所提到的现场进行了调查，通过分析认为这次枪击事件应该是真实存在的。
而开枪的犯罪嫌疑人很可能就是316枪案中负责接应的犯罪嫌疑人。这起隐藏的枪击事件被确认后，林某的嫌疑也被警方排除。此时，警方对另外88名嫌疑人的调查仍在继续。
除此之外，对有前科的人员以及可能接触到枪支人员的调查也在持续推进。经过一年多的调查，警方连带破获了多起案件，但是316的涉案枪支一直没有踪影，专案组讨论之后，决定从89名嫌疑人中挑出15名重点人员进行深入挖掘。
到了2010年年底，警方注意到了一名名叫许向东的男子。许向东经营着一家诊所，而这个诊所是由受害人黄某的建筑公司建造的。在2004年，许向东和黄某因为新建诊所的事情发生过纠纷，因此被警方列入调查名单。更让警方注意的是，在316枪击案发生后不久，许向东的诊所里出现了一名有犯罪前科的人员李丰林。侦查人员发现，李丰林的体型偏瘦，身高约一米七，与316枪案中持枪行凶的犯罪嫌疑人特征非常相似。
进一步调查后，侦查人员还发现许向东的哥哥许国庆体型较胖，身高约一米八，与316枪案中负责接应的犯罪嫌疑人特征相符。这些发现使得警方对许向东及其哥哥产生了怀疑。
除此之外，侦查人员还发现许国庆有一辆黑色太子摩托车，与案发当晚群众反映的摩托车相似。如此多的巧合引起警方的高度重视。两个多月后，民警在一次走访中找到一位知情人杨某。杨某告诉警方，他的朋友李新生曾经帮别人买过枪。而托杨某朋友买枪的人正是许国庆。
杨某告诉民警，2008年，李新生向许国庆调回了一把枪，并将枪转卖给了陈某。然而，当民警寻找陈某时，陈某早已不知去向。于是，警方决定在对三名嫌疑人进行监控的同时，成立专班全力追杀枪支。
终于，2011年5月，警方将陈某抓获，并收缴一把仿六四式手枪，通过技术鉴定，警方确定这把枪就是316案件中的作案工具，2011年7月，警方将犯罪嫌疑人许国庆、许向东、李丰平、李新生抓获归案。
据徐氏兄弟交代，1986年。徐氏兄弟的父亲在老河口开了一家小诊所，后来许向东考上了卫生学校，学校毕业后和父亲共同经营诊所，经过许家人的苦心经营，诊所的生意越来越好。许父去世后，许向东将所有精力投入到诊上。
2004年，黄某购买了诊所附近的土地进行开发。许向东主动找到黄某，并请求他帮忙建造一栋三层楼的诊所。半年后，新诊所建成并开张，许向东对自己的梦想逐渐变为现实感到满意。
然而，黄某很快提出要用诊所周围的2000平方米院子入股诊所，并修建围墙将其封闭起来。面对这个提议，许向东非常不愿意接受。他决定求助于哥哥许国庆，希望他能够解决这个问题。
许国庆得知情况后，决定采取除掉黄某的方式来解决。于是在2005年初，许国庆通过李新生购买了一支枪支，并试图用枪袭击黄某。然而，这次袭击未能成功，子弹只是擦过了黄某。
经过一个多月的精心策划，许国庆雇佣了李丰林，成功将黄某杀害。
至此全案结。