Tại cơ quan điều tra, bước đầu các đối tượng Nguyễn Trần Anh và Nguyễn Trần Nghĩa đã thừa nhận hành vi phạm tội của mình.
Do có mâu thuẫn từ trước, đêm 4/6, khi nhìn thấy anh Lê Văn Thơ trên đường từ xã Phú Lạc về xã Văn Khúc, Nguyễn Trần Anh và Nguyễn Trần Nghĩa cùng một số đối tượng khác đi xe máy mang theo súng tự chế cùng các loại dao, kiếm, gậy sắt đuổi theo.
Đến khu 2, xã Hiền Đa, các đối tượng đã ép xe ô tô của anh Thơ vào lề đường. Nguyễn Trần Anh sử dụng súng tự chế bắn vào kính chắn gió phía trước xe ô tô góc trên bên lái. Các đối tượng còn lại dùng gậy sắt, dao kiếm đập phá, chém vào xe của anh Thơ.
Sau khi gây án, Nguyễn Trần Anh đã cất giấu khẩu súng tự chế tại nhà Lê Thành Luân ( sinh năm 1992 ở khu 4, xã Đồng Lương huyện Cẩm Khê).
Bước đầu, Luân khai nhận đã mang khẩu súng tự chế lên cầu Tứ Mỹ vứt xuống giữa sông Bứa thuộc địa phận xã Đồng Lương, huyện Cẩm Khê. Kiểm tra nhà của Lê Thành Luân, Công an đã phát hiện, thu giữ hai viên đạn của súng tự chế chưa qua sử dụng, một vỏ đạn đã qua sử dụng.
Công an tỉnh Phú Thọ đang rà soát, thu giữ khẩu súng tự chế gây án và thi hành lệnh bắt, khám xét khẩn cấp đối với các đối tượng khác có liên quan để điều tra làm rõ hành vi vi phạm của các đối tượng trước pháp luật.