Theo hồ sơ vụ án, trưa 23/2/2016, tại Km 4+300, quốc lộ 5, thuộc phường Sài Đồng, quận Long Biên, Công an phường Sài Đồng phối hợp với lực lượng CSGT bắt quả tang Nguyễn Văn Thỉnh đang vận chuyển 1 bánh heroin (357,99 gram) trong cốp xe máy.
Tại cơ quan điều tra, Thỉnh khai nhận năm 2014, sau khi chấp hành xong án tù về tội “Trộm cắp tài sản”, Thỉnh tìm đến Đoàn Huy Cương (SN 1957, trú ở thị trấn Phú Xuyên, huyện Phú Xuyên, Hà Nội, là đối tượng Thỉnh quen trong thời gian thụ án). Hai bên thỏa thuận Thỉnh sẽ vận chuyển ma túy thuê cho Cương.
Ngày 23/2/2016, Thỉnh đi xe máy tới nhà Cương nhận bánh heroin và đem về cất giấu, chờ tiêu thụ. Tuy nhiên trên đường đi, Thỉnh bị lực lượng công an phát hiện, bắt giữ, thu tang vật. Riêng Cương bỏ đi khỏi địa phương nên CQĐT tách ra giải quyết sau. Được biết, Thỉnh từng có 6 tiền án.