Hai tử tù đã dùng cùm để khoét một khoảng tường rất nhỏ, chỉ bằng 4 viên gạch. Bề dày của tường là 30 cm và không rõ hai tử tù này đã khoét tường từ khi nào.
Phòng biệt giam có gắn camera theo dõi. Lúc 21 giờ ngày 10-9, người trực vẫn nhìn thấy hai tử tù trong phòng. Tuy nhiên, một giờ sau thì hai tử tù đã biến mất.
Sau khi thoát khỏi phòng biệt giam, hai tử tù đã tìm được một đoạn dây trèo lên chòi canh rồi đu ra ngoài.
Thọ có tiền án, tiền sự về các tội giết người, bắt cóc nhằm chiếm đoạt tài sản, sử dụng trái phép vũ khí quân dụng, đưa hối lộ, trộm cắp tài sản, lạm dụng tín nhiệm chiếm đoạt tài sản. Còn Tình có tiền án về tội tiêu thụ tài sản do người khác phạm tội mà có.
Hai nghi phạm này điều khiển phương tiện là một xe máy nhãn hiệu Honda mang BKS: 29X6-2817. Vào sáng 11-9, cơ quan chức năng xác định hai nghi phạm xuất hiện ở khu vực xã Yên Trung, huyện Thạch Thất, Hà Nội.
Ngay sau đó, Công an TP Hà Nội đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với hai tử tù về tội trốn khỏi nơi giam, giữ theo Điều 311 Bộ luật Hình sự. Đồng thời, công an cũng đã ra quyết định truy nã toàn quốc đối với Lê Văn Thọ và Nguyễn Văn Tình.
Tiếp đó, cơ quan điều tra VKSND Tối cao khởi tố vụ án hình sự để điều tra hành vi thiếu trách nhiệm để người bị giam trốn trong vụ hai tử tù bỏ trốn tại trại tạm giam T16. Căn cứ kết quả kiểm tra, cơ quan điều tra xác định một số cán bộ quản giáo, chiến sĩ thuộc trại tạm giam T16 đã thiếu trách nhiệm trong quá trình quản lý, giám sát, canh gác phạm nhân, để cho hai tử tù bỏ trốn.