Bước đầu, cơ quan điều tra làm rõ, khoảng 18h40 phút ngày 2/8, sau giờ làm việc, anh Đỗ Tuấn Hoan đi xe máy từ trụ sở Công an huyện Quốc Oai về nhà theo hướng thôn Phúc Đức, xã Sài Sơn, huyện Quốc Oai, Hà Nội.
Khi đi đến đoạn đường đê Phúc Đức, anh Hoan gặp xe ôtô BKS 30A - 589.87 do Nguyễn Văn Thùy (SN 1988, trú tại thôn Pheo, xã Minh Quang, huyện Ba Vì, Hà Nội), có tiền án về tội mua bán trái phép chất ma túy, lái xe chở Nguyễn Quang Duyên (SN 1986, trú tại thôn Dum, xã Thọ Lộc, huyện Phúc Thọ, Hà Nội), Đào Văn Vinh (là đối tượng có 1 tiền án về tội trộm cắp tài sản), Lê Thị Ngọc Xoan (SN 1992, trú tại xã Trường Long, huyện Phong Điền, TP Cần Thơ) và Lê Thị Mỹ Duyên (SN 1999, trú tại xã Hòa Mỹ, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang), đi từ phía sau xin vượt.
Do đường hẹp có nhiều người tham gia giao thông, nên Thùy cho rằng bị xe của anh Hoan không cho vượt nên bám theo phía sau xe máy của anh Hoan. Khi đi đến đoạn đường đê Phúc Đức, Thùy lái xe ôtô vượt lên ép xe máy của anh Hoan vào sát vệ đường làm anh Hoan phải dừng xe lại. Thùy, Duyên và Vinh trong xe ôtô nhảy xuống hành hung anh Hoan đến gục ngã xuống đường.
Lúc này, một số người dân đi đường đã vào can ngăn. Các đối tượng Thùy, Duyên và Vinh lên xe ôtô bỏ chạy về hướng đường Quốc lộ 32. Thấy anh Hoan bất tỉnh, người dân đã đưa nạn nhân vào bệnh viện cấp cứu nhưng nạn nhân đã tử vong sau đó.
Sau khi gây án, Thùy, Duyên và Vinh bỏ trốn đến 10h ngày 3/8, Cơ quan Công an đã bắt được Thùy và Duyên. Qua quá trình vận động đối tượng sớm ra cơ quan công an đầu thú, 13h 30 ngày 4/8, Đào Văn Vinh đã ra đầu thú và được Công an huyện Quốc Oai đến nhà dẫn giải đến Phòng Cảnh sát Hình sự Công an TP Hà Nội.
