Trước đó, vào ngày 26-9, Cơ quan Cơ quan Cảnh sát điều tra, Công an quận Ba Đình đã ra quyết định khởi tố vụ án số 201 về tội “Vi phạm quy định về phòng cháy chữa cháy” quy định tại Điều 313 Bộ luật Hình sự năm 2015 để điều tra làm rõ nguyên nhân vụ cháy gây thiệt hại về người và tài sản.
Nguyên nhân cháy được công bố là do chập điện và điểm cháy xuất phát tại nhà ông Nguyễn Thế Hiệp (thường gọi là "Hiệp khùng"), cũng là hiện trường chính của vụ cháy.
4 ngày sau khi xảy ra vụ cháy, chiều 21-9, cảnh sát phát hiện 2 vật hình hộp sọ nằm dưới hệ thống khung sắt và mái tôn bị sập đổ của tầng 2 đã cháy đen không thể nhận dạng.
Kết quả pháp y tử thi sau đó xác định nạn nhân là anh Tạ Văn Tính và chị Hạ Thị Lành (quê Thị trấn Thanh Sơn, Phú Thọ) xuống thuê trọ nhà ông Hiệp để nuôi con mới sinh tại Bệnh viện Nhi Trung ương.