Theo cáo trạng, Tâm sống chung với chị Nguyễn Thị Chính (41 tuổi) như vợ chồng và chưa đăng ký kết hôn. Cả hai có 4 con chung gồm Nguyễn Anh Thư (SN 2009), Nguyễn Minh Thắng (SN 2010), Nguyễn Thị Thu Thủy (SN 2012), Nguyễn Minh Thái (SN 2015). Do hoàn cảnh khó khăn nên Tâm và Chính đã gửi cháu Thư cho mẹ ruột của Tâm sống tại tỉnh Hà Tĩnh nuôi...
Ngày 7/9/2015, Tâm dẫn bạn gái mới tên Ph. về nhà sống chung nên giữa Tâm và Chính xảy ra mâu thuẫn. Chính bị Tâm đánh nên ít ngày sau Chính đã ôm bé Thái ra ngoài thuê trọ sống. Sau khi Chính bỏ đi thì Ph. cũng đã bỏ đi.
Đến khoảng 17 giờ ngày 15/9/2015, Tâm dọn cơm ra phòng khách để ăn cùng với cháu Thắng và cháu Thủy. Do nhớ mẹ nên cháu Thắng khóc, không chịu ăn cơm. Tâm dỗ dành mãi không được nên đạp mạnh vào người cháu Thắng. Cú đạp mạnh khiến cháu Thắng ngã văng vào tường.
Thấy Thắng nín khóc, Tâm tiếp tục quát mắng kêu lấy sữa uống và vào phòng nằm ngủ.
Khoảng 5 phút sau, cháu Thủy thấy thắng nôn ói nên ra báo cho Tâm biết, Tâm đi vào phòng Thắng lau dọn xong thì quay ra uống rượu rồi ngủ luôn ở phòng khách.
Đến 7 giờ ngày 16/9/2015, Tâm vào phòng ngủ gọi cháu Thắng dậy thì phát hiện cháu Thắng đã tử vong. Do sợ bị gia đình và hàng xóm phát hiện nên Tâm đến nhà anh Nguyễn Đình Thao và Trần Tiến Đạt ngụ cùng xóm để mượn một cây xà beng và cây xẻng nói là về đào hố trồng cây. Tâm về nhà đào một cái hố rộng ở hành lang bên hông trái ngôi nhà rồi mang xác cháu Thắng chôn ở đó.
Đến ngày 24/9/2015, nhận được tin báo của quần chúng nhân dân về việc mất tích bất thường của cháu Thắng nên công an TP Biên Hòa đã triệu tập Tâm lên làm việc. Sau đó Tâm đã khai nhận toàn bộ sự việc và khai ra nơi chôn xác con trai.
