Theo thượng tá Nguyễn Đức Huy (Trưởng Phòng PC45 Công an tỉnh Vĩnh Phúc), rà soát hàng chục trường hợp là nữ độ tuổi 24-27 trên địa bàn bị mất tích trong thời gian 1-2 tháng và số người bị mất tích do công an các đơn vị, địa phương yêu cầu truy tìm, cơ quan điều tra tập trung vào trường hợp chị Lê Thị Thúy Ngần, 25 tuổi, công nhân tại khu công nghiệp Khai Quang, Vĩnh Yên.
Kết quả giám định AND cho thấy xác chết chính là chị Ngần. Công an nhận định đây là vụ án giết người để cướp tài sản. Ngày 16/10, Công an tỉnh Vĩnh Phúc ra lệnh bắt khẩn cấp với Nguyễn Văn Diễn, 25 tuổi, y sỹ làm việc tại một Phòng khám tư nhân tại Vĩnh Yên về hành vi giết người, cướp tài sản.
Ngày 18/10, cơ quan điều tra đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can với Nguyễn Văn Diễn về tội Giết người, Cướp tài sản. Ngày 20/10, công an ra lệnh truy nã với Diễn.
Công an tỉnh Vĩnh Phúc cũng đã thu hồi được chiếc xe máy của nạn nhân bị Diễn đem đặt tại hiệu cầm đồ ở Hà Nội. Sau khi gây án, Diễn đã xuất hiện tại Lai Châu, Hà Nội, Lào Cai...
Ngày 30/10, tổ công tác Cục C52 đã lên đường đi Lào Cai. Lăn lộn tại khu vực biên giới suốt 4 ngày đêm, các anh đã lần ra dấu vết đối tượng tại khu lều hoang sát biên giới, nơi tá túc của khoảng 40 cửu vạn vùng biên nghỉ ngơi sau khi bốc vác hàng hóa.
Theo một số người buôn bán ở khu vực biên giới thì Diễn thường xuyên ở đây, ăn uống tằn tiện và ít giao tiếp với mọi người. Tổ công tác đã bắt giữ đối tượng truy nã đặc biệt nguy hiểm Nguyễn Văn Diễn trước sự ngỡ ngàng của kẻ sát nhân.
Sáng 3/11, tại cơ quan công an, Diễn thú nhận đã giết chị Ngần để cướp tài sản. Do có quan hệ tình cảm từ trước, tối 19/8, Diễn đến rủ chị Ngần đi ăn và đi chơi ở hồ xả nước thải khu công nghiệp. Trong quá trình nói chuyện, do hỏi vay tiền không được, Diễn đã chửi chị Ngần.
Lời qua tiếng lại, Diễn siết cổ chị Ngần cho đến chết, sau đó ném xuống hồ để phi tang và lấy toàn bộ tài sản gồm điện thoại, xe máy, thẻ ATM của nạn nhân. Khi xác chị Ngần nổi lên, lo sợ bị phát hiện, Diễn bỏ trốn.
