Vụ việc đã diễn ra từ năm 2015, cháu N lúc đó hơn 3 tuổi cùng bạn sang nhà ông Vĩnh chơi. Tại đây, N. đã bị ông Vĩnh xâm hại tình dục. Phát hiện sự việc, gia đình cháu N đến nhà ông Vĩnh đối chất thì ông Vĩnh thừa nhận hành vi của mình, đồng thời viết biên bản tường trình sự việc.
Hôm sau, gia đình cháu N đã làm đơn tố cáo ông Vĩnh đến Công an huyện Ba Vì. Nhận được đơn tố cáo, CQĐT Công an huyện Ba Vì đã vào cuộc điều tra, đưa bé N. đi giám định và xác định bé có dấu hiệu bị xâm hại.
Ngày 24/2/2016, cơ quan CSĐT Công an thành phố Hà Nội đã ra quyết định khởi tố vụ án Hiếp dâm trẻ em để điều tra làm rõ. Gần một năm sau (24/1/2017), CQĐT CA TP Hà Nội tổ chức dựng lại hiện trường và thực nghiệm điều tra vụ án theo lời khai của ông Vĩnh.
Đến ngày 24/7, đại diện VKSND TP Hà Nội cho biết đã có quyết định truy tố bị can Nguyễn Danh Vĩnh về tội Hiếp dâm trẻ em theo Điều 112 BLHS.