Qua điều tra ban đầu, cơ quan công an làm rõ, chiều 3-12-2019, Công an TP Thái Bình nhận được tin báo về việc chị Nguyễn Thị H. (30 tuổi, ở phường Bồ Xuyên, TP Thái Bình, điều dưỡng Bệnh viện Phổi Thái Bình) đột tử tại nơi làm việc.
Sau khi nhận được tin báo, lực lượng chức năng đã tiến hành khám nghiệm hiện trường, thu thập chứng cứ, điều tra vụ việc và nhận thấy nhiều điểm nghi vấn xung quanh cái chết của chị H. Cơ quan chức năng xác định chị H. tử vong nghi do bị đầu độc bằng chất kịch độc Xyanua có trong cốc trà sữa mà nạn nhân đã uống.
Bị can Lại Thị Kiều Trang bị khởi tố vì hành vi bỏ chất độc vào trà sữa để giết người Tiếp tục mở rộng điều tra, Công an tỉnh Thái Bình đã quyết định khởi tố vụ án và giữ người trong trường hợp khẩn cấp đối với Lại Thị Kiều Trang.
Sau khi bị bắt, Trang khai nhận là em họ chị Đ.T.H.Y (chị Y có chồng là anh P.V.Q). Từ tháng 1-2019, giữa Trang và anh Q nảy sinh tình cảm. Khoảng tháng 10-2019, anh Q và Trang muốn dừng lại mối quan hệ này dẫn đến việc Trang buồn chán. Khoảng đầu tháng 11-2019, Trang đã tìm mua Xyanua trên mạng internet để tự tử nhưng do ghen với chị Đ.T.H.Y nên Trang đã nảy sinh ý định giết chị Y.
Biết chị Y. hay uống trà sữa, ngày 2-12, Trang đã mua 4 cốc trà sữa về nhà và bơm Xyanua vào cốc trà sữa mang đến Bệnh viện Phổi Thái Bình giả là người nhà bệnh nhân gửi cho chị Y. để cảm ơn. Do chị Y. không có mặt ở bệnh viện, Trang đã gửi túi đựng trà sữa cho một điều dưỡng viên khác và nhờ chuyển cho chị Y. Khoảng 10 giờ ngày 3-12, đồng nghiệp của chị Y. là chị Nguyễn Thị H. đã uống phải cốc trà sữa do Trang gửi đến cho chị Y và chị H. tử vong ngay sau đó.
Trước đó, ngày 31-12, lực lượng chức năng Công an tỉnh Thái Bình đã quyết định khai quật và khám nghiệm tử thi để làm rõ nguyên nhân tử vong của chị Nguyễn Thị H. Kết quả khám nghiệm tử thi đã phát hiện thấy chất độc Xyanua trong phủ tạng nạn nhân H.
