Mordserien aufzuklären ist für die Polizei besonders problematisch. Einerseits, weil weitere Opfer vermieden und der Öffentlichkeit rasch Ergebnisse präsentiert werden müssen, andererseits, weil gerade dafür die Voraussetzungen denkbar ungünstig sind, denn zwischen Täter und Opfern bestanden in der Regel vor den Taten keine sozialen Beziehungen.

Eines der wichtigsten Instrumente der Ermittler bei Mordserien ist die "Operative Fallanalyse", die sich bei den Kriminalämtern von Bund und Ländern in den vergangenen Jahren etabliert hat. Dabei wird nach Gemeinsamkeiten und Mustern der Taten gesucht, die Rückschlüsse auf die Persönlichkeit des Täters zulassen. Oft wird auch von "Profiling" - also Erstellen eines Täterprofils - gesprochen. Unterstützt wird die Operative Fallanalyse durch die flächendeckend eingeführte Datenbank VICLAS (Violent Crime Linkage Analysis System) aus Kanada, die mit 168 Standardfragen Verbindungen zwischen einzelnen Taten erkennen soll.

Bei einer Mordserie hat aber auch dies noch nicht zum Erfolg geführt: Zwischen September 2000 und April 2006 wurden in sechs deutschen Städten - darunter Hamburg - neun zumeist türkische Kleinunternehmer ermordet, und zwar mit ein und derselben Pistole.