Sau khi gây án, Thuận đã xóa tất cả các dấu vết tại hiện trường và ném chiếc điện thoại của nạn nhân xuống ao nhằm phi tang vật chứng. Tuy nhiên, hành vi của Thuận sau đó đã bị phát hiện vì một vết bầm để lại trên cổ nạn nhân.
Người đàn ông nằm chết trên nệm
Theo hồ sơ, khoảng 22 giờ đêm 16/8/2014, một số người dân ở khu nhà trọ tại một con hẻm trên đại lộ Nguyễn Tất Thành, phường Phước Long, TP Nha Trang chuẩn bị tắt đèn đi ngủ thì thấy xe máy của hàng xóm là anh Đặng Ngọc Thảo (40 tuổi, trú tỉnh Đắk Lắk, làm nghề chạy xe ba gác chở vật liệu thuê) còn dựng trước cửa phòng, đèn xi nhan vẫn nhấp nháy sáng. Một người tới tắt giúp sau đó sang nhắc nhở Thảo dắt xe vào nhà và đóng cửa.
Sau nhiều lần gọi mà không thấy Thảo trả lời, một số người trong khu nhà trọ cùng vào phòng kiểm tra thì phát hiện Thảo đã tử vong từ lúc nào trên tấm nệm, chân tay tím tái. Ngay lập tức, người dân đã nhanh chóng trình báo cho cơ quan Công an địa phương và thông báo cho gia đình nạn nhân.
Khi công an TP Nha Trang vào cuộc mới phát hiện cái chết của Thảo có dấu hiệu bất thường. Tại hiện trường, ngoài chiếc điện thoại di động của nạn nhân tìm không thấy đâu thì vật dụng, tư trang trong phòng và hơn 500.000 đồng trong túi quần của nạn nhân vẫn còn nguyên vẹn, không có dấu hiệu kẻ gian đột nhập trộm cướp. Khi khám nghiệm tử thi, phát hiện vùng đầu nạn nhân có vết bầm tụ máu do tác động ngoại lực. Bác sĩ pháp y kết luận nguyên nhân tử vong do chấn thương sọ não.
Kiểm tra xe máy và hiện trường phòng trọ, cơ quan điều tra loại trừ khả năng nạn nhân tự té ngã nên nghi vấn Thảo bị người khác đánh dẫn đến chết đã được đặt ra. Tuy nhiên, anh Thảo vốn là người hiền lành, ăn ở với hàng xóm không mất lòng ai, vậy ai đã đến nhà ra tay sát hại anh Thảo?
Trong khi đó, gia đình anh Thảo thì nhất mực không đồng ý cho cơ quan điều tra mổ xác để khám nghiệm tử thi nhằm tìm nguyên nhân cái chết. Họ cho rằng con mình có lẽ do uống rượu quá chén, đi đứng không cẩn thận nên té ngã dẫn đến cái chết. Cơ quan điều tra phải nhiều lần thuyết phục đến muốn “gẫy” lưỡi, sau cùng gia đình anh Thảo cũng chấp nhận.
Thanh niên đi xe SH và những dấu hiệu khả nghi
Bằng nhiều biện pháp nghiệp vụ, gần 1 tuần sau đó, các trinh sát nắm được nguồn tin trước khi phát hiện nạn nhân tử vong hơn 1 giờ, có một thanh niên mặc áo sơ mi màu trắng, quần jean xanh, đi xe máy kiểu dáng SH màu nho đến phòng trọ của Thảo hai lần với những động thái vội vã.
Mở rộng điều tra, rà soát đối tượng có đặc điểm nhận dạng nêu trên, đến chiều 22/8/2014, trinh sát xác định nghi can là Nguyễn Văn Thuận nên mời đối tượng này về cơ quan công an để đấu tranh. Cuối cùng, Thuận khai nhận là kẻ đã gây ra cái chết của Thảo.
Theo đó, chiều 16/8/2014, Thuận liên lạc với Thảo để đòi nợ 1,5 triệu đồng bằng những lời lẽ gay gắt. Đến khoảng 21h cùng ngày, Thuận đang ngồi uống trà cùng Hà Thanh Chung và một số người bạn khác thì Thảo gọi điện thoại cho Thuận nói “Tao Thảo ba gác nè, tao đ. trả tiền mày”. Thuận hỏi “Mày đang ở đâu tao chạy tới”, Thảo trả lời “Tao đang ở phòng trọ”. Thuận điều khiển xe máy đến phòng trọ của Thảo.
Thấy Thuận nghe điện thoại cãi nhau có vẻ tức giận, Chung chạy xe đi theo để can ngăn. Đến phòng trọ, thấy Thảo đang nằm trên nệm nghe điện thoại, Thuận hỏi “Sao mày không trả tiền tao”, Thuận thách thức “Đang ở nhà mày, ngon thì đánh đi”. Lúc ấy, Thảo đang nằm ngửa dùng chân đá hất lên chồm dậy liền bị Thuận dùng chân trái đá mạnh một cái vào vùng cổ gáy, thái dương phải của Thảo, Thảo chồm dậy ôm đầu rồi nằm lại nệm. Chung can ngăn thì Thuận đi ra khỏi phòng trọ trước, Chung đi sau ra theo, cả hai bỏ đi.
Đến 21g30’ cùng ngày, cảm thấy cú đá của mình có thể gây nguy hiểm tính mạng nạn nhân nên Thuận quay lại phòng trọ để xem Thảo có sao không thì phát hiện Thảo đã chết. Vì hoảng sợ, Thuận lấy điện thoại của Thảo đang để trên nệm mang ra ngoài vứt xuống ao trước khu trọ nơi Thảo ở để phi tang việc hai người có liên lạc nhau trước đó.
Theo kết luận của Trung tâm pháp y tỉnh Khánh Hòa, nguyên nhân tử vong của Đặng Ngọc Thảo là chấn thương sọ não: tụ máu dưới da đầu, chảy máu màng mềm, chảy máu não thất, chảy máu màng tiểu não, tiểu não dập.
Sau khi vụ án bị phát hiện, gia đình Thuận đã khắc phục một phần hậu quả cho gia đình Thảo là 100 triệu đồng.
Ngày 7/4/2015, TAND TP Nha Trang đã đưa vụ án cố ý gây thương tích với bị cáo là Nguyễn Văn Thuận ra xét xử sơ thẩm. Tại phiên tòa này, gia đình bị hại yêu cầu bị cáo phải tiếp tục bồi thường thêm số tiền là 253 triệu đồng.
Sau khi nghị án, HĐXX - TAND TP Nha Trang đã quyết định trả hồ sơ cho viện kiểm sát cùng cấp đề nghị thu thập các chứng cứ chứng minh các cuộc điện thoại trong số máy của bị hại và bị cáo ai gọi cho ai trước và nội dung như thế nào; điều tra làm rõ thêm hành vi của nhân chứng Hà Thành Chung, người đi theo Thuận đến phòng trọ của bị hại, chủ quan của Chung có giúp sức cho bị cáo về mặt tinh thần hay không và làm rõ việc thu nhập của bị hại một tháng bao nhiêu để có căn cứ cho việc bồi thường.