Theo kết luận điều tra, sau khi đưa học sinh trường Gateway tới trường vào sáng ngày 6-8, tài xế Doãn Quý Phiến lái ô tô Ford Transit 16 chỗ mang BKS 29B-069.56 đi thẳng về bãi gửi ve của Học viên Báo chí và Tuyên truyền, tài xế Phiến cũng không kiểm tra lại. Sau khi dừng đỗ, ông Phiến xuống xe, tắt máy, bấm khóa tự động rời đi, không kiểm tra khoang hành khách, không vệ sinh trong ngoài ô tô.
Đối với tài xế Doãn Quý Phiến, kết luận điều tra cho thấy, ông đã bất cẩn, cẩu thả sau mỗi lượt xe hoạt động, không kiểm tra khoang hành khách, không vệ sinh trong ngoài ô tô, tin tưởng bà Quy đã kiểm tra, kiểm đếm đủ học sinh khi xuống xe nên đã khóa cửa, không phát hiện cháu L. còn bên trong. Cơ quan điều tra xác định, hành vi của bà Quy, ông Phiến đã cấu thành tội “Vô ý làm chết người”.
Đối với hành vi của bà Nguyễn Thị Thủy, được xác định là người nắm rõ nhiệm vụ của giáo viên chủ nhiệm phải làm gì khi học sinh vắng mặt không lý do. Sáng 6-8, bà Thủy vào lớp điểm danh, phát hiện bé L. vắng nhưng không ghi sĩ số, không cập nhật kết quả lên hệ thống, phần mềm của nhà trường. Gần trưa, nhân viên giáo vụ nhà trường nhắc nhở và hướng dẫn Thủy cập nhật sĩ số điểm danh lên hệ thống. Sau đó, Thủy cập nhật nhưng đề bé Long vắng có lý do lên hệ thống quản lý học sinh của nhà trường.
Chiều cùng ngày, khi đón các học sinh về, bà Quy phát hiện bé L. nằm bất tỉnh trong ô tô, sau ghế lái. Dù được nhân viên y tế tại trường sơ cứu và đưa vào viện nhưng bé L. được chẩn đoán “ngừng tuần hoàn ngoại viện”.
Sau khi xảy ra sự cố, ngày 7-8, Nguyễn Thị Thủy nhờ nhân viên giáo vụ kiểm tra lại cập nhật điểm danh học sinh trên phần mềm. Thủy còn nhờ giáo vụ sửa lại, bé Long vắng mặt không có lý do. Tại cơ quan công an, Thủy khai biết rõ học sinh vắng mặt không lý do nhưng không liên lạc, trao đổi với gia đình dẫn đến không phát hiện ra sự việc bé Long bị bỏ quên trong ô tô.
Công an quận Cầu Giấy đã trưng cầu Viện Khoa học Hình sự, Bộ Công an giám định hình ảnh thu tại trường Gateway. Theo bản kết luận giám định, 65 tập tin video, 52 tập tin hình ảnh thu thập tại trường Gateway không phát hiện dấu vết cắt ghép, chỉnh sửa nội dung. Ngoài ra, hình ảnh thu tại ký túc xá Học viện Báo chí và Tuyên truyền cũng không phát hiện dấu vết chỉnh sửa.