Theo kết quả điều tra ban đầu, Đông và chị NTMTh (SN 1980, ngụ quận 8, TP.HCM) có quan hệ tình cảm. Ngày 30-6-2015, tại phòng trọ của Đông, giữa Đông và chị Th. xảy ra mâu thuẫn, cãi vã với nhau do ghen tuông. Đông đã dùng tay siết cổ chị Th. tử vong. Sau đó Đông quấn băng keo, bỏ thi thể chị Th. vào bao nylon, cột kín miệng lại để tại phòng trọ.
Đông mang xe máy của chị Th. ra tiệm cầm đồ lấy số tiền 24 triệu đồng. Sáng 2-7-2015, Đông dùng xe máy chở xác chị Th. xuống KDL Làng Tre (ấp Mỹ Tân, xã Mỹ Xuân, huyện Tân Thành, Bà Rịa-Vũng Tàu) để phi tang rồi bỏ trốn về quê ở Vĩnh Phúc. Ngày 20-5-2017, Đông bị PC45 bắt giữ.
Sáng 23-5, PC45 đã đưa Đông đi thực nghiệm hành vi sát hại chị Th. tại phòng trọ cũ ở quận Tân Bình, TP.HCM. Chủ nhà trọ cho hay bước đầu không nhận ra Đông do Đông già đi nhiều so với hai năm trước khi gây án. Đông cũng đã thực nghiệm lại việc chạy vào KDL Làng Tre. Theo các điều tra viên, trong quá trình thực nghiệm nhiều lần Đông đã khóc.
