Nghi phạm gây án là Giàng Seo Diu (SN 2002, quê xã Pha Long, huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai), Diu bị bắt về hành vi cướp tài sản. Ngoài ra một nghi phạm gây án đang bỏ trốn là Lưu Ngọc Vỹ (SN 2003, quê tại xã Thuận Thành, huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình), công an đang truy bắt.
Tại cơ quan công an, Diu khai nhận Diu và Lưu Ngọc Vỹ sống lang thang tại khu vực bến xe Mỹ Đình. Do cần tiền để chơi game và tiêu xài, Diu mua 1 con dao gấp tại cổng bến xe Mỹ Đình rồi bàn bạc thống nhất với Vỹ đi cướp xe ôm. Khoảng 0h30 ngày 19/7, tại khu vực đường Tôn Thất Thuyết, Diu và Vỹ thuê anh N.V.Q (SN 1984, quê tỉnh Yên Bái) chở đến khu vực cầu Phù Đổng- Gia Lâm với giá 250.000 đồng.
Anh Q. đồng ý và điều khiển xe máy BKS 29T1 - 371.12 chở Diu và Vỹ di chuyển theo hướng đường Phạm Hùng về cầu Thanh Trì.
Khi đến khu vực Đền Đô, Vỹ và Diu yêu cầu anh Q. chở về đê Dương Hà để gặp bạn. Cả 3 người tiếp tục di chuyển đến đoạn đường đê sông Đuống, xã Yên Viên, huyện Gia Lâm.
Đến khu vực này, thấy vắng người, Diu yêu cầu anh Q. dừng xe. Lúc này, Vỹ dùng 2 tay ôm anh Q. còn Diu rút dao đâm nhiều nhát liên tiếp vào vùng bụng và ngực nạn nhân.
Gây án xong, Vỹ lấy ví, Diu lấy xe máy bỏ chạy về hướng đi Bắc Giang theo đường 1A cũ. Về phần nạn nhân N.V.Q, sau khi bị cướp đã may mắn được người dân phát hiện kịp thời và đưa vào bệnh viện cấp cứu, hiện đã qua cơn nguy kịch.
Phòng cảnh sát hình sự công an thành phố Hà Nội đang tiếp tục truy bắt Lưu Ngọc Vỹ để phục vụ công tác điều tra, làm rõ vụ việc.
Ngoài ra Công an Hà Nội còn bắt Nguyễn Văn Sơn (SN 1997, quê xã Hòa Thanh, huyện Hiệp Hoà, tỉnh Bắc Giang) để điều tra về hành vi không tố giác tội phạm.