Theo cáo trạng, tháng 3/2007, Nghĩa đã nói dối với 5 người phụ nữ mình quen biết là bản thân có quan hệ với nhiều người có địa vị xã hội, có khả năng mua được cổ phiếu ưu đãi của các công ty, doanh nghiệp và tập đoàn kinh tế đang cổ phần hóa nhưng chưa đưa lên sàn giao dịch chứng khoán (loại cổ phiếu OTC) rồi bán lại để hưởng lãi từ 5 – 10%.
Tin tưởng, 5 người phụ nữ trên đã thỏa thuận với Nghĩa để tham gia mua bán cổ phiếu kiếm lời. Thời gian đầu, Nghĩa báo lãi rồi trả một phần tiền hoặc cộng dồn tiền gốc, lãi nhằm tạo niềm tin cho những người tham gia cùng mình để họ tiếp tục giao tiền với số lượng lớn hơn. Đến tháng 1/2008, một trong 5 người nói trên rủ thêm một người bạn nữa tham gia cùng Nghĩa.
Tài liệu điều tra thể hiện, sau khi nhận được số lượng lớn tiền từ 6 người phụ nữ chuyển vào tài khoản, Nghĩa đã rút toàn bộ nhưng không mua cổ phiếu mà sử dụng tiền của người nộp sau trả một phần cho người nộp trước rồi chiếm đoạt số còn lại.
Do không thấy Nghĩa trả tiền như đã cam kết, ngày 2/2/2008, những người góp vốn cho Nghĩa đến đòi lại tiền. Gặp nhau, Nghĩa lấy lý do chưa rút được tiền nên hẹn đến Tết Âm lịch sẽ trả. Bên cạnh đó, cô ta còn viết giấy cam kết, hẹn trả tiền để lấy lòng tin. Sau đó đến hẹn, Nghĩa tắt điện thoại, bỏ trốn khỏi nơi cư trú. Cực chẳng đã, 6 người phụ nữ đã phải làm đơn tố cáo Nghĩa.
Qua xác minh, ngày 12/3/2008, Cơ quan cảnh sát điều tra – Công an TP Hà Nội đã ra quyết định khởi tố vụ án hình sự, khởi tố bị can và ra quyết định truy nã với Đoàn Vũ Thanh Nghĩa về tội “Lừa đảo chiếm đoạt tài sản”.
Đến ngày 14/1/2009, Nghĩa bị bắt theo quyết định truy nã. Cơ quan chức năng xác định, trong khoảng thời gian từ tháng 3/2007 đến tháng 1/2008, Nghĩa đã nhận tổng số tiền gần 45 tỷ đồng của 6 bị hại. Sau khi nhận tiền, Nghĩa đã chi trả cho những người bị hại hơn 7 tỷ đồng, còn chiếm đoạt gần 38 tỷ đồng.
Từ khi Nghĩa bị bắt tới nay, các cơ quan tố tụng đã nhiều lần đưa bị cáo này ra xét xử, tuy nhiên, vụ án nhiều lần bị trả hồ sơ điều tra bổ sung.