Cơ quan điều tra đã tiến hành lấy lời khai đối tượng. Theo đó, nguyên nhân ban đầu được xác định là do mâu thuẫn tình ái.
Tài liệu điều tra thể hiện từ khoảng cuối năm 2019, Trần Thị Thanh Hải (sinh năm 1993, ở Vụ Bản, Nam Định) có quan hệ tình cảm nam nữ với anh Châu Việt H. Đến cuối tháng 1-2022, Hải phát hiện gia đình anh H ngăn cản, không đồng ý cho hai người tiến đến hôn nhân.
Từ sự ngăn cản phía gia đình bạn trai, Hải và anh H sinh ra mâu thuẫn, thường xuyên cãi nhau. Đầu tháng 3-2022, anh H chuyển đến ở cùng anh họ là Hoàng Công V (tại ngõ 60, đường Phú Đô, phường Phú Đô - nơi xảy ra vụ cháy tối 31-3) để tránh mặt Hải.
Từ đó, Hải nảy sinh mâu thuẫn với anh V, vì cho rằng chính anh là người ngăn cản, xúi giục H chấm dứt tình cảm với mình.
Ngày 31-3, trên đi đường đi khám sức khỏe về, Hải mua 30.000 đồng tiền xăng để vào một chai lavie 1,5 lít để dự trữ cho xe máy của mình (vì xe có dung tích bình xăng nhỏ). Hải đi về phòng trọ của anh V và H nhưng cửa phòng khóa không vào được, Hải ra tiệm gội đầu, làm móng.
Tại cửa hàng, Hải suy nghĩ rằng mình có thai nhưng không được bạn trai quan tâm, chăm sóc khiến người phụ nữ này càng tích tụ mâu thuẫn với anh H và anh V, nên đã nảy sinh ý định trả thù.
Khi đến khu trọ, Hải phát hiện xe máy của anh V và châm lửa đốt. Sau 6-7 lần bật diêm, chiếc xe bùng cháy và lan nhanh cả tầng 1, khói lan lên cả tòa nhà.
Khu vực cháy tại nơi để xe ở tầng 1, thuộc nhà cao tầng, kết cấu bê tông, cốt thép, diện tích mặt sàn khoảng 170m2. Hậu quả khiến chị N.T.M.A (sinh năm 1997 ở Ba Vì, Hà Nội) tử vong do ngạt khói, 5 người bị thương (trong đó có 2 trẻ em).