Trước khi gây ra vụ sát hại 4 bà cháu bà Hát một ngày, tức ngày 22-9, đối tượng Doãn Trung Dũng, 45 tuổi, trú tại phường Trưng Vương, TP Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh đã đến nhà bà Hát với mục đích xin tiền nhưng không gặp bà Hát nên đành bỏ về. Tối hôm sau, tức ngày 23-9, hắn lại đến và đến đêm thì gây ra vụ thảm án.
Trung tá Đỗ Xuân Bảo, Phó trưởng Phòng PC45 Công an TP Hải Phòng cho biết, chiều thứ bảy, ngày 24-9, anh đang trực tại đơn vị thì nhận lệnh từ các đồng chí lãnh đạo Công an TP Hải Phòng, yêu cầu sang hỗ trợ Công an tỉnh Quảng Ninh, điều tra khám phá vụ án đặc biệt nghiêm trọng.
Trung tá Đỗ Xuân Bảo, Phó trưởng Phòng PC45 Công an TP Hải Phòng.
Ngay lập tức, anh Bảo đã cùng anh em lên đường sang Uông Bí, Quảng Ninh. Trung tá Bảo chia sẻ: "Hiện trường khiến những người yếu bóng vía không khỏi đứng tim: Ở buồng sau nhà, xác 3 bà cháu bà Hát nằm chồng lên nhau, ở phòng khác, một bé trai đã tử vong, trên người đắp chăn".
Sau khi sàng lọc đối tượng, cơ quan điều tra cho vào tầm ngắm đối tượng nghi can số 1 là Doãn Trung Dũng. Công an tỉnh Quảng Ninh đã phát lệnh truy nã đối với đối tượng này và tiến hành truy bắt hắn. Tất cả các mối quan hệ của hắn, các trinh sát đều đã "hỏi thăm".
Dũng từng có 2 tiền án, nghiện ma tuý, từ năm 2007, Dũng chuyển về Uông Bí sinh sống, còn trước đó, hắn sinh sống ở Thủy Nguyên, Hải Phòng. Dũng có hai đời vợ, trước khi gây án, hắn sống cùng vợ hai ở Uông Bí.
Đến ngày 26-9, qua các nguồn tin nắm được, cho thấy Dũng đang có mặt ở xã Tam Hưng, huyện Thủy Nguyên, đang ẩn náu trong nhà một người quen, các trinh sát bí mật theo dõi, mật phục, vì nếu xông vào nhà bắt giữ, rất có thể sẽ xảy ra một thảm án khác.
Cho đến 21h cùng ngày, Dũng ra xe taxi, các mũi trinh sát được lệnh bám theo. Xe taxi chở Dũng đi lòng vòng, đến ngã ba, rẽ vào bến phà Tân Dương thì dừng lại. Dũng vào một quán cà phê và chỉ khi hắn vừa ngồi xuống, tổ trinh sát gồm toàn các trinh sát cơ động tinh nhuệ quật ngã. Trước đó, lực lượng truy bắt đã định dùng phương án CSGT dừng xe kiểm tra nhưng phương án này không đảm bảo an toàn cho người lái xe taxi nên các anh kiên nhẫn đợi giờ G.
Vừa khi cánh tay của hắn bị bẻ quặt ra phía sau, câu đầu tiên Dũng thốt lên: "Em biết tội của em rồi". Khai thác nóng tại chỗ, Doãn Trung Dũng thừa nhận là hung thủ. Hắn khai, trước hôm hắn gây án, hắn có đến nhà bà Hát (bà Hát là dì của vợ hắn), mục đích là gặp bà Hát để xin tiền nhưng không gặp bà Hát cũng như chị Thanh.
Cháu Hưng - con trai chị Thanh ra chào hắn là chú, lập tức Dũng chửi cháu bé: "Thằng chó này, mày phải chào tao bằng bác". Không ngờ, cháu bé vặc lại khiến Dũng nổi cơn điên nhưng hắn không làm gì được nên ấm ức phóng xe máy về nhà và sử dụng ma túy đá.
Tối hôm sau, Dũng quay lại nhà bà Hát xin tiền nhưng bà Hát nói không có, hắn lại giở giọng vay 20 triệu. Tất nhiên, không ai có tiền cho hắn vay. Dũng xin ngủ nhờ thì bà Hát đưa cho hắn chiếc chiếu và hắn nằm ngủ ngay dưới đất.
Nửa đêm, hắn tỉnh dậy, do ngáo đá nên hắn nghe trong đầu rầm rập tiếng đập cửa và tiếng người xì xào, hắn thấy bực bà Hát vì "đã không cho tiền còn báo Công an". Lại chợt nhớ hôm trước cháu Hưng dám cãi mình, Dũng lẳng lặng vào phòng cháu bé này và sát hại bằng con dao bầu hắn thường mang theo người, kể cả khi đi chơi. Em gái cháu Hưng nằm cạnh anh trai giật mình tỉnh dậy khóc ré lên, Dũng đã sát hại tiếp cháu bé này rồi bê xác vào kho giấu.
Hắn quay lên trên nhà, đúng lúc này, bà Hát tỉnh dậy thì cháu bé ngủ cùng bà Hát cũng dậy theo. Một lần nữa, Doãn Trung Dũng bám sát và ra tay tước đoạt sinh mạng hai nạn nhân vô tội. Sau đó, Dũng lấy xe máy phóng về nhà, thay quần áo, tắm rửa rồi đi ngủ.
Sáng hôm sau, hắn thấy Công an ráo riết truy tìm hung thủ nên chạy trốn về Thủy Nguyên và bị bắt như đã nói. Cũng theo lời khai ban đầu của Dũng, hắn đã cướp đi hoa tai và chiếc nhẫn vàng của bà Hát và lục soát nhưng không tìm thấy tiền. Số vàng này, trong quá trình trốn chạy, hắn đã làm rơi ở đâu không nhớ.
Về chi tiết một số báo cho rằng có hai đối tượng tham gia, ngoài Doãn Trung Dũng còn có đối tượng Chí Dũng, cơ quan điều tra cho biết, thông tin này là không chính xác. Đối tượng Chí Dũng mấy hôm trước đã cùng Doãn Trung Dũng đi trộm chó và mang về bán ở Thủy Nguyên chứ không tham gia vụ án giết cướp với Doãn Trung Dũng. Con chó bị trộm này, cơ quan điều tra đã thu giữ.