Be abejo, didžioji dalis nusikaltimų nebūtų atskleisti, jei ne kokybiškai atlikti kriminalistiniai tyrimai ir ekspertizės. Šią svarbią policijos funkciją užtikrina specializuotas policijos padalinys – Policijos departamento Kriminalistinių tyrimų valdyba (toliau – KTV), nuo 2007 m. yra akredituota pagal tarptautinį standartą ISO/IEC 17025:2005 Tyrimo, bandymų ir kalibravimo laboratorijų kompetencijai keliami bendrieji reikalavimai. KTV ekspertai, taikydami specialiąsias žinias ir įvairią tyrimų įrangą, atlieka nusikaltimų padarymo vietose paimtų objektų laboratorinius tyrimus ir ekspertizes, taip pat tiria sunkių ir labai sunkių nusikaltimų padarymo vietas, teikia ekspertinę ir techninę pagalbą, atliekant ikiteisminį tyrimą ir užkardant nusikaltimus.
Be to, KTV tvarko Daktiloskopinių ir DNR duomenų registrus ir keičiasi šių registrų duomenimis vykdant įvairius tarptautinius Lietuvos Respublikos įsipareigojimus, pvz., dėl bendradarbiavimo kovojant su terorizmu ir tarpvalstybiniu nusikalstamumu. KTV taip pat tvarko ginklų ir kulkų bei tūtelių, rastų neišaiškintų nusikaltimų vietose ir iššautų naudojant graižtvinius ginklus, kolekciją, teikia ginklų išbandymo ir ginklų deaktyvacijos sertifikatų išdavimo paslaugas institucijoms ir asmenims. Taip pat ir kitos, čia neišvardytos kriminalistinės kolekcijos, kartotekos ir duomenų bazės KTV ekspertų naudojamos nusikalstamoms veikoms atskleisti, o Kinologijos valdybos pareigūnai su šunimis ne tik užtikrina viešąją tvarką, bet ir padeda atskleisti nusikaltimus: vadinamieji šunys biodetektoriai naudojami atliekant kvapų tyrimus.
KTV taip pat koordinuoja ir kontroliuoja dešimties teritorinių policijos įstaigų kriminalistinių tyrimų padalinių ir kinologų veiklą, diegia ir padeda jiems įsisavinti naujus kriminalistinių tyrimų metodus, organizuoja specialisto ar eksperto kompetencijos suteikimą.