Qua điều tra ban đầu, rạng sáng 12/9, chị Nguyễn Thị Tuyết Nhung (SN 1978, trú phường Tây Sơn) đến công an trình báo về việc cháu ruột của chị là Nguyễn Thị Huỳnh Như (SN 1997) bị một thanh niên lạ mặt đâm nhiều nhát vào người khi đang ngủ trong nhà.

Theo người thân nạn nhân, sau khi gây án hung thủ bỏ trốn, còn chị Như bị thương nặng vùng ngực, lưng, vùng tay và bụng.

Nhận được tin báo, cơ quan chức năng có mặt kiểm tra hiện trường, truy tìm hung thủ và bằng các biện pháp nghiệp vụ, cơ quan điều tra xác định Dần là nghi can. 

Tại cơ quan điều tra, Dần khai nhận, trước đó dần cùng Phạm Văn Thạch (SN 2001, trú phường Tây Sơn, người thân của chị nạn nhân) đi cầm điện thoại với số tiền 1,5 triệu đồng để mua ma túy sử dụng. Sau đó, Thạch hứa sẽ trả cho Dần 500.000 đồng nhưng Thạch không trả. 

Bực tức vì Thạch không trả tiền nên rạng sáng 12/9, Dần mang theo con dao đột nhập vào nhà để đâm Thạch. Ngay sau khi vào được nhà, Dần phát hiện một người nằm trùm chăn, tưởng là Thạch. Lúc này, Dần dùng dao đâm nhiều nhát vào người nạn nhân rồi sau đó vứt dao tại vườn nhà Thạch và tẩu thoát.