Theo điều tra, năm 2013 Hùng lên TP.HCM kiếm sống bằng nghề bán dừa dạo. Trước đó Hùng có 1 tiền án về tội "vi phạm các quy định về điều khiển phương tiện giao thông đường bộ". Tại TP.HCM, Hùng quen biết rồi sau đó thuê phòng trọ sinh sống với chị Hạnh (ở quận Bình Tân). Thế nhưng Hùng vẫn cặp kè với nhiều phụ nữ khác, trong đó có chị Hoa, làm công nhân ở quận Bình Tân.
Chị Hạnh phát hiện Hùng qua lại với chị Hoa nên không chấp nhận chung sống mà chuyển về sống với gia đình ở quận Bình Tân. Hùng nhiều lần tìm đến năn nỉ chị Hạnh nhưng bị người nhà chị này đuổi đánh.
Hùng khai có lần xin chị Hạnh tha thứ nhưng tình hình khá căng thẳng. Hùng có nói "chẳng lẽ anh giết nó (tức chị Hoa) thì em mới tha thứ cho anh à?". Chị Hạnh thách thức "anh giết đi! Tôi mua dao cho". Và Hùng cũng đáp trả "em mua dao đi, anh sẽ làm". Hùng khai, giữa tháng 12/2013 chị Hạnh hẹn Hùng đến chợ Bà Hom, quận 6, đưa cho một con dao.
Hùng khai chi tiết, khoảng hai ngày sau, Hùng đến gần nơi trọ của chị Hoa ở quận Bình Tân thì gọi điện thoại báo cho chị Hạnh. Hùng khai, theo sự sắp xếp của chị Hạnh, anh Phước (em rể chị Hạnh) đóng vai "xe ôm" chở chị Hoa và Hùng đi công việc nhưng chở thẳng đến khu rừng Tràm ở xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh. Tại đây, Hùng và Phước luân phiên dùng vũ lực xâm hại rồi giết chết chị Hoa.
Riêng vụ này, sau khi bắt giữ Hùng, Công an có mời làm việc với chị Hạnh, anh Phước; nhưng cả hai phủ nhận các thông tin mà Hùng khai báo. Kết quả giám định pháp y ADN trong mẫu dịch thu từ vùng kín của nạn nhân Hoa cho thấy, ngoài nhiễm sắc thể của Hùng có ít nhất nhiễm sắc thể của một người đàn ông khác, nhưng không phải của anh Phước. Các tình tiết liên quan đến vụ án này, Công an tiếp tục làm rõ và xử lý sau.
Cuối tháng 12/2013 Hùng nảy sinh ý định giết hại chị Hạnh và anh N (là em ruột chị Hạnh) vì cho rằng chị Hạnh đã thay lòng đổi dạ và anh N là người ngăn cản tình cảm của Hùng với chị Hạnh. Chiều 23/12 Hùng cầm búa đến của hàng buôn bán gạo của gia đình chị Hạnh ở đường số 5, phường Tân Tạo, quận Bình Tân.
Hùng bất ngờ cầm búa lao vào đập đầu làm anh N bất tỉnh tại chỗ. Chị Hạnh gần đó kêu cứu nhưng bị Hùng lao đến khống chế, đập đầu bằng búa đến bất tỉnh. Hùng bỏ chạy khỏi hiện trường. 2 nạn nhân được đưa đi cấp cứu; anh N bị thương tích 61%, còn chị Hạnh bị thương tích 22%.
Sau đó Hùng bỏ trốn về tỉnh Bình Dương làm nghề phụ hồ kiếm sống. Tại đây Hùng quen biết tình cảm với một người khác, là chị Hoàng, nữ tiếp viên quán cà phê S.T ở thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương. Giữa tháng 4/2014 Hùng rủ chị Hoàng bỏ trốn đi TP.HCM để Hùng giới thiệu cho chị Hoàng làm ở một quán cafe phê khác, lương cao hơn.
Sau khi đi chơi một số nơi, Hùng dẫn chị Hoàng đến thuê phòng tại nhà nghỉ C.P, phường Bình Trị Đông, quận Bình Tân. Tại đây trong lúc tắm, chị Hoàng phát hiện mất sợi dây chuyền nên nghi ngờ Hùng lấy mà hai người phát sinh mâu thuẫn, cự cãi.
Chị Hoàng nhặt đoạn gỗ dưới gầm giường đánh vào lưng Hùng; nhưng Hùng giật lại, đánh nhiều phát làm chị Hoàng gục xuống, bất tỉnh. Hùng dùng dầu xoa bóp, khi tỉnh lại, chị Hoàng lại tri hô lớn. Sợ nhân viên nhà nghỉ và những người xung quanh nghe thấy, Hùng dùng đoạn gỗ đập đầu chị Hoàng cho đến khi chị này tử vong. Giấu thi thể của chị Hoàng xuống gầm giường của căn phòng nhà nghỉ, Hùng lục lấy một ĐTDĐ hiệu iPhone 3 của chị Hoàng rồi rời khỏi hiện trường.
Sau đó Hùng di chuyển về lại Bình Dương làm nghề phụ hồ. Điều tra vụ cái chết của chị Hoàng trong nhà nghỉ, hơn một tháng sau, Công an TP.HCM đã truy lùng, bắt giữ được Hùng.
Quá trình mở rộng điều tra, Hùng khai báo thực hiện 3 vụ nói trên nhằm giết 3 người tình. Trong các vụ trên do Hùng gây ra, có 2 nạn nhân tử vong, 2 người khác thoát chết là nằm ngoài ý muốn của Hùng.
