Nạn nhân trong vụ án là bà Phạm Thị Kim Long (sinh năm 1940, trú ở phường Phương Liên, quận Đống Đa, Hà Nội). Đô vốn là đối tượng nghiện ma túy nên thường xuyên đi “giao dịch” với những người bán lẻ.
Qua Nguyễn Tuấn Phương (con trai bà Long), Đô biết được bà Long chuyên bán heroin lẻ tại nhà riêng nên y thường qua lại nhà bà Long mua ma túy về sử dụng. Biết bà Long sống một mình và có nhiều tài sản, trong khi bản thân lại đang cần tiền trang trải cho cơn nghiền thuốc, Đô đã nghĩ ngay đến việc giết bà Long để lấy vàng, tiền.
Nghĩ là làm, khoảng 7h30 ngày 4/7/2007, Đô đi xe máy đến nhà bà Long giả vờ đặt vấn đề mua heroin về bán lẻ, nhưng bà Long biết thừa Đô không có tiền nên đuổi về. Lợi dụng khi bà Long đang ngồi hút thuốc lào không để ý, Đô dùng một con dao chuôi gỗ bất ngờ chém vào đầu, mặt, tay, người bà Long.
Trong lúc giằng co với bà Long, lưỡi dao văng khỏi chuôi. Bà Long kêu cứu ầm lên khiến Đô sợ bị lộ, y cầm ngay lưỡi dao cắt hai nhát vào cổ bà Long làm bà bị chết tại chỗ. Sau khi gây án, Đô cướp chiếc nhẫn vàng mặt đá xanh của nạn nhân đem bán và bị cơ quan công an bắt khi đang “lượn lờ” trên phố Mai Hắc Đế.
Ngoài mức án tử hình về tội giết người, Nguyễn Thế Đô còn bị Tòa tuyên phạt 10 năm tù về tội cướp tài sản, tổng hợp hình phạt chung là Tử hình.
