Thượng tá Nguyễn Trung Hòa, Phó Trưởng Công an TP Thủ Đức cho biết, nghi phạm là Nguyễn Đăng Khoa (sinh năm 1999, ngụ tỉnh Tiền Giang). Chiều 9-2 (30 Tết), Công an phường Tăng Nhơn Phú B, TP Thủ Đức nhận tin báo của chị H. (ngụ huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai) về việc em ruột là chị Th., sinh sống tại một phòng trọ ở phường Tăng Nhơn Phú B, TP Thủ Đức đi đâu không rõ. Gia đình không liên lạc được từ cuối giờ chiều ngày 8-2.
Công an phường cử lực lượng xuống nhà trọ xác minh và truy tìm chị Th. Công an cùng với người nhà chị Th. kiểm tra trong phòng trọ ghi nhận xe máy, quần áo, đồ dùng cá nhân vẫn còn trong phòng, không có sự xáo trộn bất thường.
Công an tiếp tục truy tìm và thu thập hình ảnh camera nhà trọ ghi nhận chị Th. không ra khỏi phòng từ khoảng 14 giờ ngày 8-2 và xác định chị Th. vẫn chưa về nhà tại huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai.
Từ kết quả báo cáo của Công an TP Thủ Đức, Ban Giám đốc Công an TPHCM nhận định vụ việc có nghi vấn nạn nhân bị xâm hại. Ngày 12-2 (mùng 3 Tết), Công an TPHCM xác lập chuyên án, với sự tham gia của các Phòng Nghiệp vụ Cảnh sát, kỹ thuật hình sự, kỹ thuật nghiệp vụ phối hợp Công an TP Thủ Đức nhằm nhanh chóng làm rõ vụ việc và truy tìm nạn nhân.
Đại tá Trần Thị Kim Lý, Trưởng Văn Phòng Cơ quan CSĐT Công an TPHCM cho biết thêm, các đơn vị nghiệp vụ của Công an TPHCM triển khai 6 tổ công tác rà soát hiện trường tại khu vực nhà trọ, các địa điểm có liên quan và xác minh thông tin các cá nhân ở cùng khu vực nhà trọ của chị Th. và các đầu mối thông tin khác tại nhiều địa phương. Kết quả cho thấy, Nguyễn Đăng Khoa, ngụ phòng trọ số 14, nhà số 103/18 đường Quang Trung, khu phố 5, phường Tăng Nhơn Phú B, TP Thủ Đức có nhiều biểu hiện bất thường.
Chưa đầy 24 giờ khẩn trương truy xét, lực lượng phá án đã truy bắt được Khoa khi đang lẩn trốn tại xã Cát Khánh, huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định. Lực lượng chức năng đã di lý Khoa về TPHCM tiếp tục đấu tranh, làm rõ.
Qua điều tra xác định, khoảng 15 giờ ngày 8-2 (29 Tết), sau khi dẫn dụ nạn nhân qua phòng trọ số 14 để phụ giúp dọn đồ đạc, Khoa khóa cửa phòng trọ, dùng dao đe dọa, uy hiếp để cướp tài sản. Nghi phạm dùng vũ lực tấn công, dùng dao đâm, dẫn đến cái chết của chị Th. Sau đó, Khoa còn thực hiện hành vi hiếp dâm nạn nhân.
Quá trình gây án, Khoa chiếm đoạt 1 lắc tay và 1 nhẫn trên người, 2 chiếc nhẫn vàng 9999 và 1 sợi dây chuyền, 1 đôi bông tai bên trong ba lô và 3 triệu đồng trong túi của chị Th. Để che giấu hành vi phạm tội, Khoa đã dùng dao phân xác của nạn nhân thành nhiều phần, bỏ vào túi nilông và đem đi phi tang tại khu vực bụi cây rậm rạp ven đường nội bộ khu Công nghệ cao TPHCM (thuộc phường Tăng Nhơn Phú A, TP Thủ Đức).
Đến nay, Công an TPHCM đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can, bắt tạm giam Khoa về tội “Cướp tài sản”, “Giết người”, “Hiếp dâm”.
