Bước đầu, hai đối tượng được xác định là Phạm Hùng Cường ( SN 1989, trú quận Lê Chân, TP Hải Phòng) và Hà Huy Thuận (SN 1988, trú huyện Yên Bình, Yên Bái).
Theo điều tra ban đầu, tháng 9/2018, Phùng Văn Dũng và Trần Khánh Duy làm nghề buôn bán thiết bị, phần mềm chơi cờ bạc bịp trên mạng. Tháng 2/2019, thông qua mạng xã hội, Thuận liên lạc với Dũng mua một máy điện thoại HTC có cài đặt phần mềm sửa nội dung tin nhắn trên điện thoại với số tiền 7 triệu đồng để đánh bạc bịp nhưng khi sử dụng để ghi lô đề bị thua.
Do không đòi được tiền, Thuận nảy sinh ý định đe dọa để đòi lại tiền nên đã lên mạng mua 4 kíp nổ với số tiền 200.00 đồng. Khoảng tháng 5/2019, Thuận mang 4 kịp nổ này xuống nhà Cường. Đến giữa tháng 8/2019, Thuận bàn bạc và được Cường đồng ý tham gia kế hoạch đạt mìn đe dọa Dũng. Thuận đã chế tạo thuốc nổ tại tầng 3 nhà Cường. Đối tượng đã lấy dây điện gắn 4 kíp nổ vào cục pin điện thoại di động loại 3,7V rồi để vào trong hộp các tông hình chữ nhật giả làm hộp quà.
Tối 5/9, Thuận bảo Cường mang hộp quà lên cao tốc Ninh Bình – Hà Nội để gửi cho Dũng. Sau đó 2 đối tượng bỏ về Hải Phòng. Khi về đến nhà Cường, Thuận nhắn tin với nội dung đã gửi hàng qua nhà xe khách và số điện thoại của phụ xe để Dũng và Duy liên hệ lấy hàng.
Sáng 7/9, khi nhận được gói hàng do Thuận gửi lên, Trần Khánh Duy cùng Phùng Văn Dũng đến quán nước chè trước cửa ki ốt số 10 HH3A Linh Đàm mở gói hàng thì phát nổ làm Duy, Dũng, Phương, Vinh, và bà Hương (chủ quán nước) bị thương.
Ngày 7/9, Cường, Thuận rủ nhau trốn lên Lai Châu, đến ngày 14/9 thì bị cơ quan công an bắt giữ.