Theo điều tra, do cần tiền tiêu xài nên Nguyễn Thành Thông cùng bạn gái là Lê Thị Mỹ Anh sử dụng các ứng dụng mạng xã hội kết bạn, hẹn hò để làm quen với đàn ông. Sau khi Mỹ Anh hẹn gặp và dẫn dụ nạn nhân đến các khu đất trống, vắng người để cho đối tượng Thông ra tay đánh, cướp tài sản.
Thực hiện ý định, Mỹ Anh đã kết bạn với anh N.T.K (SN 2002, quê tỉnh Hậu Giang) để làm quen, hẹn hò.
Khoảng 22h ngày 30/7, Mỹ Anh đã nhắn tin yêu cầu nạn nhân N.T.K xuống đường Thuận Giao 25, phường Thuận Giao, TP Thuận An, tỉnh Bình Dương để gặp mặt.
Sau khi thấy N.T.K đến điểm hẹn, Mỹ Anh lừa nạn nhân chở vào đường vắng để tâm sự. Tại đây, đối tượng Thông ẩn nấp sẵn và xông ra đánh, xịt ớt cay và dùng dao đâm nạn nhân tử vong tại chỗ. Sau khi gây án, hai đối tượng chiếm đoạt xe máy của nạn nhân và chạy trốn.
Đến khoảng 19h ngày 1/8, lực lượng Công an đã phát hiện bắt giữ được hai đối tượng Thông và Mỹ Anh khi cả hai đang lẩn trốn tại TX Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang.
Kết quả khám nghiệm cho thấy, thi thể nạn nhân có hơn 20 nhát dao.