Nạn nhân là chị Lê Huyền D. (29 tuổi) và người chồng tên Nguyễn Thanh V. (32 tuổi, ngụ Đắk Nông, trú phường Thới Hòa, TX Bến Cát, Bình Dương).
Theo điều tra ban đầu, V. và chị D. có quan hệ vợ chồng với nhau và có với nhau 1 người con trai tên là Nguyễn Vũ Đăng K. (6 tuổi). Tuy nhiên, do mâu thuẫn nên chị D. và V. ly thân nhau.
Chị D. cùng con ở nhà người anh trai là Lê Văn Nhất (31 tuổi, ngụ Khu phố 3B, phường Thới Hòa, TX Bến Cát, Bình Dương) để sinh sống.
Khoảng 6 giờ 30 ngày 26-3, V. đi tới phòng trọ của anh Nhất để gặp vợ và con trai. Sau đó, V. nhờ vợ dùng xe máy đưa V. và cháu K. ra ngã tư Quốc lộ 13 để đón xe khách về tỉnh Đắk Nông. Chị D. không nghi ngờ gì nên đồng ý.
V. chở chị D. và cháu K. tới đoạn đường vắng thuộc khu phố 1, phường Thới Hòa, TX Bến Cát, tỉnh Bình Dương thì dừng lại. Lúc này, V. lớn tiếng hỏi con trai về việc mẹ hay đi chơi nhiều lắm phải không?
Cháu K. không kịp trả lời thì V. đã dùng nón bảo hiểm đánh nhiều cái vào đầu chị D.
V. rút dao đâm nhiều nhát vào người chị D. khiến gục tại chỗ. Chưa dừng lại, V. lấy trong ba lô màu đỏ ra một can xăng (loại 10 lít) đổ vào người chị D. rồi châm lửa đốt cháy nạn nhân.
Gây án xong, V. dùng xe máy chở con đến đoạn đường vắng, có nhiều cây ven đường trên đoạn đường 2-9 thuộc khu phố 5, phường Thới Hòa, TX Bến Cát, tỉnh Bình Dương thì dừng lại. Sau đó, V. vào bụi cây treo cổ tự tử và tử vong.
Trước khi tự tử V. có để lại giấy tờ nói về vụ việc.