Theo tài liệu điều tra ban đầu, Nguyễn Hữu Đức có mâu thuẫn với chủ một ngôi nhà ở phố Đại Từ (phường Đại Kim, quận Hoàng Mai) nên nảy sinh ý định trả thù.
Khoảng 0 giờ ngày 20-2, Đức lấy khẩu trang y tế màu đen che biển kiểm soát xe máy rồi đi mua 10.000 đồng xăng để phóng hỏa ngôi nhà trên.

Đến địa điểm ngôi nhà, Đức xem xét, kiểm tra đúng địa chỉ rồi cầm chai xăng bọc giẻ, châm lửa rồi ném vào bên trong rồi bỏ chạy. Một lát sau, Đức quay xe lại nơi gây án thì thấy lửa đã tắt, liền bỏ đi rồi phi tang chiếc bật lửa trên đường.

Chủ ngôi nhà sau đó đã báo công an, nhận tin báo, trong khoảng 24 giờ kể từ khi vụ việc xảy ra, Đội Cảnh sát hình sự Công an quận Hoàng Mai đã làm rõ và bắt khẩn cấp Nguyễn Hữu Đức khi đối tượng đang lẩn trốn trên địa bàn phường Hoàng Văn Thụ.