Theo thông tin ban đầu, sáng 1-9, vì hàng ít, Nguyễn Văn Biên (36 tuổi, ở thôn 2, xã Mỹ Đồng) yêu cầu tài xế xe tài của mình là anh Lưu Bá Cao (30 tuổi, ở thôn Phương Mỹ, xã Mỹ Đồng) ra xây tường bao nhà xưởng chứa phế liệu nhưng anh này không đồng ý vì cho rằng mình là lái xe chứ không phải thợ xây rồi bỏ về nhà.
Giận dữ, Biên gọi điện thoại chửi mắng và buông lời xúc phạm nhân viên của mình. Bị xúc phạm nặng nề, anh Cao quyết định bỏ việc. Cay cú, Biên liên tục nháy điện thoại "trêu tức" anh nhân viên này. Bực mình, anh Cao nhắn tin lại với nội dung “anh là người thiếu văn hóa hay sao mà cứ nháy máy”. Sáng 3-9, Biên gọi điện thoại đe sẽ bắn chết anh Cao.
Đến 17 giờ ngày 3-9, khi anh Cao đang ngồi câu tại chân cầu Trà Sơn (xã Mỹ Đồng) thì Biên cùng trai là Nguyễn Văn Vĩnh và em vợ tên là Dương đến. Dương lớn tiếng yêu cầu anh Cao lên vệ đường nói chuyện.
Khi anh này vừa từ dưới đi lên thì bị cả ba anh em Biên lao vào đánh nhừ tử. Anh Cao liền bỏ chạy và kêu cứu. Biên liền rút súng rượt đuổi anh Cao và bắn. Rất may, nạn nhân vấp ngã xuống sông nên không trúng đạn. Tuy nhiên, ông Trung ngồi câu gần đó lại bị lĩnh viên đạn vào phần mềm vai...
Ngay sau khi vụ nổ súng xảy ra, Công an huyện Thủy Nguyên vây bắt được ba anh em Biên và thu giữ khẩu súng.