Theo kết quả điều tra ban đầu, tối 5/5, sau khi uống bia ở Trại Cúp (thị trấn Bá Hiến, huyện Bình Xuyên), nghi phạm Phan Văn Cương (trú tại thị trấn Kim Long, huyện Tam Dương) điều khiển xe máy về nhà.
Đến khoảng 23h35' cùng ngày, Phan Văn Cương đi qua một cửa hàng buôn bán quần áo ở thị trấn Gia Khánh thì thấy chị Đ.T.H. (SN 1986, Bình Xuyên) là chủ quán thời trang đang thử đồ. Sau đó, nghi phạm Cương nảy sinh ý định hiếp dâm đối với nạn nhân.
Để thực hiện hành vi, Cương đã đỗ xe máy phía trước cửa hàng, lấy con dao dài 32 cm xông vào trong cửa hàng, dùng dao đe dọa chị H. phải cho quan hệ. Lo sợ đến tính mạng của mình nên chị H. đã giả vờ đồng ý và tìm cách phân tán sự chú ý của đối tượng.
Khi Cương tập trung cao độ vào ý đồ hiếp dâm, người phụ nữ đã giật được con dao đồng thời hô hoán người dân xung quanh đến giúp đỡ. Thấy vậy, nghi phạm Cương đã bỏ chạy ra ngoài thì bị quần chúng nhân dân bắt giữ.