據悉，韓國情報當局在海參崴展開了緊張的追擊戰，以阻止金正男暗殺事件（2月13日）的主要嫌犯——四名朝鮮人逃往朝鮮。但首爾的一名外交消息靈通人士2月27日表示，由於未能求得俄羅斯的協助，最終追擊戰以失敗告終。
據消息靈通人士稱，馬來西亞調查當局在案件發生之後（2月13日）通過機場閉路電視(CCTV)等設備掌握了朝鮮籍嫌犯的身份和他們在案件之後從馬來西亞機場離境的事實。馬來西亞調查當局向國際刑事警察組織（INTERPOL）要求協助調查，以逮捕這些嫌犯，自案件發生之後，一直與馬來西亞方面共享情報的韓國情報當局也加入其中追捕嫌犯。李在男(57歲)、吳宗吉(55歲)、李志賢(音，33歲)、洪松鶴(音，34歲)這四名嫌犯的逃亡計劃非常周密。
2017年2月19日馬來西亞警方在新聞發佈會上公開4名在逃朝鮮嫌犯的身份
他們選擇了「印尼雅加達→阿聯酋(UAE)杜拜→俄羅斯莫斯科(據推測)→海參崴」五天四夜整整1.6萬公里的逃亡路線。據悉，韓國情報當局在追蹤他們的過程中，確認了他們逃亡平壤的最終經由地為海參崴。韓國情報當局查出，每周周一和周五中午12時20分出發的高麗航空JS272航班很有可能是他們最後乘坐的飛機。這四人是金正男暗殺事件的「確鑿證據（決定性線索）」，韓國情報當局向俄羅斯方面緊急要求逮捕他們，以阻止他們逃往平壤。因為在1983年緬甸昂山恐怖襲擊事件和1987年大韓航空飛機爆炸事件發生當時，抓捕嫌犯就是證明事件系朝鮮所為的關鍵。韓國情報當局曾向俄羅斯方面要求扣押嫌犯以便進行逮捕，這一事實還是首次被披露。但據悉，俄羅斯方面未接受韓國情報當局的要求，允許嫌犯離境。韓國外交部消息靈通人士分析稱，在事件初期調查未充分進行的情況下，嫌犯和受害人都是朝鮮籍，俄羅斯沒有理由必須接受韓方要求。
未與韓國外交當局共享情報非常遺憾
當天深夜，只逮捕了仍然滯留在馬來西亞當地的朝鮮籍李正哲，留在當地的其他嫌犯——朝鮮外交部二等秘書玄光成和高麗航空的金旭日躲到了朝鮮駐馬來西亞大使館。韓國外交部指出，韓國情報當局未與韓國外交部等部門共享相關情報。在韓國情報當局展開追擊戰的2月16日-17日，韓國外交部長尹炳世參加了在德國波恩舉行的二十國集團(G20)外交部部長會議。在嫌犯抵達平壤29個小時以後的2月18日下午6時30分（韓國時間），在慕尼黑舉行的安保會議上，韓國外交部長尹炳世與俄羅斯外交部長謝爾蓋·拉夫羅夫進行了30分鐘的會談。韓國外交部當局人士在會談後在例行記者會上說明稱，「在其樂融融的氛圍中進行了會談」。但他表示，「在會談中，沒有提到金正男遇害案件」。
韓國政府相關人士表示，因為尹炳世部長不知道嫌犯逃跑計劃的始末。韓國前任高層外交安保當局人士表示，「考慮到事件的重要性，若當時由青瓦台或國務總理室進行總指揮，情報當局和外交當局等部門全部參與，最終結果也許會不一樣」。
