Ngày 23/9, Cơ quan Cảnh sát điều tra - Công an quận Đống Đa, Hà Nội cho biết đã ra quyết định khởi tố vụ án, khởi tố bị can, bắt tạm giam 4 tháng đối với Lê Văn Thức (SN 1993, trú tại xã Yên Khoái, huyện Lộc Bình, Lạng Sơn) về hành vi “Giết người” và “Bắt giữ người trái pháp luật”.Người chở Thức đi gây án là tài xế taxi Lê Tùng Lâm (SN 1995, trú tại TP Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên) bị khởi tố, tạm giam 2 tháng về hành vi “Bắt giữ người trái pháp luật”. Đêm 15/9, Lâm lái taxi chở Thức đi trên phố Láng Hạ, quận Đống Đa. Sau đó, Lâm vượt lên chặn xe máy do anh N.T. (SN 1995, trú quận Hoàn Kiếm, Hà Nội) điều khiển chở theo chị N.T.T. (SN 1994, quê Yên Bái).Lúc này, Thức xuống xe dùng dao đâm gục anh N.T. và cưỡng ép, kéo chị T. lên ô tô. Tài xế Lâm tiếp tục lái xe chở theo Thức (lúc này đang khống chế chị T.) rời khỏi hiện trường.

Thức bị lực lượng Công an quận Đống Đa, Phòng Cảnh sát hình sự (PC02) Công an TP Hà Nội phối hợp với Công an tỉnh Thái Nguyên bắt giữ vào 6h45 ngày 16/9 tại khu vực một cây xăng trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.Đồng thời, cơ quan công an cũng giải cứu thành công chị T. lúc đó đang bị khống chế. Chị T. bị một số thương tích, được sơ cứu và chuyển về bệnh viện ở Hà Nội chữa trị. Còn nạn nhân N.T dù được đưa đi cấp cứu nhưng đã tử vong ngoại viện do vết thương quá nặng. Tại cơ quan điều tra, Thức khai nhận có quan hệ tình cảm yêu đương với chị N.T.T. từ 3 năm trước dù đã có vợ con ở quê. Thời gian gần đây, Thức thấy chị T. tỏ vẻ thân mật, thường xuyên đi cùng với anh N.T. nên nổi lòng ghen tuông dẫn đến vụ án mạng.Theo hồ sơ vụ án, cả Thức và Lâm đều có một tiền sự về hành vi "Gây rối trật tự công cộng".