Theo hồ sơ vụ án, đối tượng Phùng Văn Vinh (28 tuổi, trú tại xã Trung Yên, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang) và chị H là nhân viên lễ tân của một công ty, có mối quan hệ xã hội với nhau. Phùng Văn Vinh cho chị H vay số tiền 80 triệu đồng từ khá lâu, nhưng chị này chưa trả.
Chiều 12/4, Vinh đến phòng trọ của chị H (ngõ 143, phố Quan Hoa, phường Quan Hoa). Tại đây, chị H chỉ trả được 6 triệu đồng, số còn lại không biết bao giờ trả. Trong lúc hai bên đôi co, Vinh tức giận và lấy con dao gọt hoa quả trong phòng trọ đâm nhiều nhát vào người nạn nhân. Sau đó Vinh lấy 3 chiếc điện thoại di động và 4 triệu đồng rồi bỏ trốn.
Đến 20 giờ 30 phút ngày 15/4, Phòng Cảnh sát giao thông Công an tỉnh Quảng Bình nhận được tin báo của Công an TP Hà Nội về vụ án mạng và hướng di chuyển của nghi can. Lực lượng chức năng địa phương đã huy động 3 tổ tuần tra kiểm soát trên các tuyến đường Quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh để bắt giữ.
Đến 21 giờ 10 phút cùng ngày, tổ tuần tra Phòng Cảnh sát giao thông Công an tỉnh Quảng Bình do trung tá Trần Vĩnh Ngọc làm tổ trưởng đã phối hợp với Công an TP Hà Nội và Cục Cảnh sát hình sự (Bộ Công an) đã bắt giữ đối tượng Phùng Văn Vinh trên chiếc xe ô tô khách 45 chỗ giường nằm, chạy tuyến Bắc - Nam.