Sau khi tỉnh cơn "ngáo", tại cơ quan công an, bước đầu ca sỹ Châu Việt Cường khai nhận, rạng sáng 5/3, sau khi đi biểu diễn ở khu công nghiệp Đồng Văn, tỉnh Hà Nam về, Cường đón ca sỹ Nam Khang (tức Đoàn Quý Nguyên, SN 1985) đi ăn, sau đó cả hai đến nhà Thế ở phòng 208, tập thể 2,1 ha, ngõ 2 Nguyễn Văn Ngọc, phường Cống Vị, quận Ba Đình. Tại đây, Cường bỏ ma túy đá dạng (Ketamine) ra cho cả ba cùng sử dụng.
Đến 3h30 phút, Nguyên gọi cho Đ.P.A (SN 1995, ở Sơn La) và P.A rủ thêm chị H cùng đến phòng ở của Thế. Tại đây, cả nhóm tiếp tục sử dụng ma túy và cùng nhau quan hệ tình dục.
Đến 7h sáng hôm sau, các đối tượng tiếp tục sử dụng ma túy lần 3. Tuy nhiên, lần này không có mặt của Nam Khang vì người này đã đi Thái Bình để biểu diễn từ sáng sớm.
Quá trình sử dụng ma túy, Châu Việt Cường và chị H bị sốc, rơi vào tình trạng “phê ma túy”. Cường gọi H là bà cô tổ, còn H thì gọi Cường là con, hai đối tượng chắp tay lạy nhau.
Cường nghĩ H bị ma nhập nên chạy xuống lấy tỏi của bà bán tỏi ở cầu thang, đè chị H ra và nhét tỏi vào miệng. Thấy vậy, Thế và P.A can ngăn nhưng không được thì bỏ ra ngoài cửa, sau đó Cường cầm hai điện thoại chạy ra khỏi nhà và xuống tầng 1 kêu gào.
Quá trình điều tra cho thấy, trong lúc phê ma túy, ngoài việc tự lấy tỏi nhét vào mồm nạn nhân thì Cường còn bảo Thế nhờ hai thầy cúng là Phạm Văn T (SN 1981) và Phạm Thị Q (SN 1985) cùng trú tại Ninh Bình lên làm lễ trừ tà.
Khoảng 10h 45 ngày 5/3, khi 2 thầy cúng có mặt tại căn hộ trên, thấy nhóm Cường có biểu hiện phê ma túy, đồng thời phát hiện chị H đã tử vong nên vội vàng chạy ra ngoài đến cơ quan công an trình báo vụ việc.
