Theo hồ sơ vụ án, chiều muộn 9/11/2018, một người dân đi làm đồng về, qua khu vực đầm rươi gần nhà mình thì phát hiện trong vạt cỏ bị cháy đen có một thi thể nằm co quắp, liền báo cho Công an xã Kiến Thiết, huyện Tiên Lãng, TP Hải Phòng.
Nơi phát hiện thi thể là dưới chân đê sông Thái Bình, thuộc khu vực đầm rươi và trồng chuối của người dân, chỉ có vài lán trông coi đầm nên ban ngày đã vắng vẻ, ban đêm hầu như không có bóng người qua lại. Trước đó 2 hôm, có người dân tình cờ nhìn thấy đám lửa cháy lớn. Nghĩ rằng có ai đó đốt rác, người này chạy ra xem nhưng không phát hiện điều gì lạ. Đến chiều 9/11/2018, một người đi làm đồng về, rẽ vào đầm rươi nhà mình mới phát hiện vụ việc.
Nhận tin báo, Công an huyện Tiên Lãng và Phòng Cảnh sát hình sự Công an TP Hải Phòng cùng lực lượng kỹ thuật hình sự đến hiện trường điều tra. Qua khám nghiệm hiện trường và tử thi, cơ quan chức năng nhận định, đây không phải là vụ tự sát bằng xăng. Bởi khi tự thiêu thì do phản xạ cộng sinh, người đó thường di chuyển xung quanh vì nóng nên vùng cháy sẽ rộng và không cố định, nhưng ở đây diện tích cháy chỉ tập trung ở chỗ nạn nhân nằm.
Tử thi được xác định là nữ giới, nhỏ nhắn, cao khoảng 1,56m, bị cháy sâu khoảng 70%, than hóa toàn bộ khu vực từ mặt đến chân, không thể nhận diện. Trên cổ có vết thương sâu, mép cắt sắc gọn, một thương tích khác khá dài ở bàn tay phải, các mép vết thương đều bị cháy, chứng tỏ đã bị gây ra trước khi đốt. Tử thi nằm úp mặt xuống bờ đê, kết quả khám nghiệm tử thi xác định, nạn nhân bị đốt khi còn thoi thóp, chưa chết hẳn.
Cơ quan điều tra khẳng định, hung thủ gây ra các vết thương trên bằng vật sắc nhọn rồi dùng xăng đốt xác phi tang, thủ đoạn rất tàn độc. Và hung thủ đã có kế hoạch từ trước, nhiều khả năng quan hệ thân thiết với nạn nhân nên mới biết khu vực này vắng vẻ để dụ nạn nhân đến đây rồi gây án.
Sau khi Công an phát thông báo truy tìm tung tích nạn nhân, ngay sau đó, một người đến cơ quan điều tra trình báo, con gái ông là Nguyễn Thị Hằng (SN 1989, mở tiệm cắt tóc, gội đầu ở xã Quang Phục, huyện Tiên Lãng, Hải Phòng) mất tích 2 ngày nay, gia đình không liên lạc được, điện thoại lại tắt máy. Người đàn ông đồng ý để cơ quan điều tra tiến hành lấy mẫu trưng cầu giám định AND nhằm xác định quan hệ huyết thống. Kết quả, Viện Khoa học hình sự Bộ Công an khẳng định, họ có cùng huyết thống.
Tập trung điều tra các mối quan hệ của chị Hằng, được biết tiệm của chị này rất đông khách, hàng ngày tiếp xúc với nhiều người. Hai ngày trước khi xảy ra vụ án, người đó thấy chị Hằng đi cùng một người đàn ông bằng xe Air Blade. Gia đình nạn nhân cho biết, ngoài chiếc lắc bạc, nạn nhân còn đeo 1 nhẫn vàng, 1 dây chuyền vàng, mang theo điện thoại, túi xách, chiếc xe Air Blade BS: 15H1-307.11 mới mua cũng "biến mất".
Từ thông tin trên, nhiều nghi vấn hung thủ giết nạn nhân với động cơ cướp tài sản. Bên cạnh việc phát động phong trào toàn dân tố giác tội phạm, cơ quan điều tra nhận được thông tin, có người nhìn thấy chiếc xe máy có đặc điểm giống xe mà nạn nhân bị cướp ở xã Tiến Thắng, cách nơi ở của nạn nhân khoảng 10km.
Tìm hiểu thông tin từ các chủ tiệm cầm đồ, được biết mấy hôm trước đó, có người tên Thắng ở huyện Tiên Lãng muốn cầm chiếc xe với giá cao. Ngay sau đó, Nguyễn Văn Thắng (SN 1986, ngụ xã Toàn Thắng, huyện Tiên Lãng) đang lái chiếc xe tang vật từ thị trấn Tiên Lãng ra trung tâm TP.Hải Phòng thì bị bắt giữ.
Tuy nhiên, tại trụ sở Công an, anh Nguyễn Văn Thắng khai nhận cầm xe của Đỗ Văn Thắng (SN 1988, ngụ cùng xã) với giá 25 triệu đồng (mới trả được 6 triệu đồng) và nhận cầm điện thoại Oppo của người tên Nghị với giá 1 triệu đồng. Xác định những lời khai của Nguyễn Văn Thắng là có căn cứ, Ban chuyên án tung lực lượng truy bắt Đỗ Văn Thắng và Nghị. Nhưng Đỗ Văn Thắng lại khai xe đó của bạn thân tên Vũ Thế Thùy. Chính Thùy đưa điện thoại và xe cho hai người bạn đem cầm.
Sau khi thu hồi được xe máy và điện thoại của nạn nhân, cơ quan Công an xác định, trong số những người gọi điện cho nạn nhân trước thời điểm bị sát hại, có số thuê bao của Thùy. Thùy ở xã khác và là bạn của chị ruột nạn nhân, thường xuyên ở TP Móng Cái (Quảng Ninh) làm ăn. Thùy hiện không có mặt tại địa phương, điện thoại không liên lạc được, không ai biết y đi đâu.
Một người quen của Thùy cho biết, 2 hôm trước đó, Thùy đi cùng người bạn thân là Phạm Xuân Trường, nhưng không rõ đi đâu. Có nguồn tin cho hay, Trường và Thùy thuê xe cùng đi. Chủ phương tiện cho biết, chiều 11/11/2018, có chở 2 nam thanh niên (qua ảnh thì xác nhận chính là Trường và Thùy) đến TP Móng Cái. Trên đường đi, 2 người nói muốn bán vàng nên tài xế ghé vào tiệm vàng. Đến nơi, một người ở lại, còn người kia cùng tài xế quay về. Lực lượng chức năng xác định, người ở lại chính là Thùy.
Ban chuyên án nhận định, Thùy và Trường liên quan trực tiếp đến vụ án này, đang định bỏ trốn sang Trung Quốc. Ban chuyên án họp khẩn, chia làm 2 mũi truy bắt chúng. Sau khi bị bắt, Phạm Xuân Trường (SN 1984, ngụ xã Tiên Minh, huyện Tiên Lãng) khai trước đó trong buổi nhậu, Thùy có nói là đã giết cô gái tên Hằng rồi đốt xác ở bờ đê xã Kiến Thiết (huyện Tiên Lãng), bị Công an truy tìm. Thùy sợ bị bắt nên nhờ Trường bắt mối cho mình trốn sang Trung Quốc. Trường thuê xe đưa bạn đến TP Móng Cái. Theo lời Trường, Thùy vẫn đang ở TP Móng Cái, đang chờ cơ hội để vượt biên bằng đường tiểu ngạch.
Cơ quan điều tra phối hợp với Công an TP Móng Cái tung toàn bộ lực lượng tìm các chủ đò có thể đưa Thùy sang Trung Quốc. Trinh sát nhận được tin có một nam thanh niên liên hệ với một số chủ đò, nhưng chưa thỏa thuận được giá cả. Nhận dạng qua ảnh, các chủ đò xác nhận đó chính là Thùy. Nhưng đối tượng rất cảnh giác, hắn chỉ hẹn với một chủ đò là sẽ đến, mà không nói rõ giờ nào. Tối 12/11/2018, Ban chuyên án mai phục toàn bộ khu vực trên và bắt được Vũ Thế Thùy (SN 1986, ngụ xã Toàn Thắng, huyện Tiên Lãng).
Tại trụ sở Công an, Thùy khai dù có vợ và 3 đứa con nhỏ, nhưng không bỏ được tật ham chơi, cờ bạc dẫn đến nợ nần ngày càng chồng chất. Đang cần tiền trả nợ, biết chị Hằng mới mua xe nên gã nảy ý định giết chị này để cướp xe.
Chiều 7/11/2018, Thùy vờ hẹn chị Hằng đi ăn cơm rồi cùng nhau đến trung tâm huyện Tiên Lãng bằng xe máy của nạn nhân. Gã tính toán kỹ để khi đi qua khu vực đầm rươi thì trời sắp tối. Từng sống và làm việc tại đây, Thùy biết rõ khu vực này. Sau đó, hắn giết nạn nhân rồi đốt thi thể phi tang. Sau khi lấy tài sản của nạn nhân, gã lái xe tẩu thoát.
Với những hành vi man rợ trên, dù đã thành khẩn khai báo, Thùy vẫn bị Tòa án nhân dân TP Hải Phòng tuyên án tử hình, còn Trường bị xử phạt 18 tháng tù về tội che giấu tội phạm.
