Trước đó vào khoảng 11h ngày 27/3, Duy đến nhà chị V.T.T (cùng phường) mua thuốc lá. Lợi dụng lúc người lớn đi vắng, chỉ có hai chị em cháu N. N. H (SN 2009) và N.L.T.Y ở nhà, Duy nổi dục vọng thực hiện hành vi dâm ô đối với cháu bé.
Tuy nhiên, khi Duy đang thực hiện thì chị V.T.T bất ngờ về nhà, bắt gặp khiến đối tượng phải bỏ chạy. Chị V.T.T đã tới Công an phường Thanh Sơn tố giác hành vi khuất tất của Duy. Tại cơ quan điều tra, qua quá trình đấu tranh, Duy đã thừa nhận toàn bộ hành vi dâm ô đối với cháu bé.