Các đối tượng bị Phòng Cảnh sát Điều tra tội phạm về trật tự xã hội - Công an tỉnh Nghệ An bắt giữ gồm Nguyễn Xuân Nam (SN 1978, trú tại khối 3, phường Bến Thủy, TP Vinh), Hoàng Văn Mạnh (SN 1990, trú xóm 12, xã Hưng Lộc) và Trần Quốc Đạt (SN 1993, xóm Tân Hùng, xã Hưng Lộc, TP Vinh).
Kết quả điều tra ban đầu cho thấy, 3 đối tượng này đi trên ô tô bốn chỗ đến nhà ông Trần Anh Tuấn (SN 1973, trú tại nhà số 56, đường Trần Hưng Đạo, TP Vinh) đêm 4/11. Trong lúc Nguyễn Xuân Nam và ông Tuấn ngồi nói chuyện với nhau, cãi vã xảy ra. Nam rút súng K54 lên đạn, nhằm vào ông Tuấn, ông Tuấn chụp lấy súng của Nam. Súng nổ, khiến bà Thu Hằng (vợ ông Tuấn) đứng gần đó trúng đạn, trọng thương rồi tử vong. Nam và đồng bọn bỏ chạy.
Trước khi lên xe tẩu thoát, một đối tượng đưa súng Săm-lét ra bắn. Hậu quả, 2 công nhân vệ sinh môi trường là anh Đặng Văn Chung (SN 1990) và chị Đinh Thị Chung (SN 1990) đang thu gom rác gần đó bị đạn hoa cải gây thương tích ở tay, ổ bụng. Chị Chung bị thương nặng, phải phẫu thuật, đã qua cơn nguy kịch.
Sau khi gây án, thủ phạm bỏ trốn. Nguyên nhân dẫn đến án mạng xuất phát từ mâu thuẫn cá nhân. CQĐT Công an Nghệ An đã thu giữ một khẩu súng K54 cùng 4 viên đạn.