Qua điều tra ban đầu, các đối tượng đã khai nhận: Vào tối ngày 04/05/2021, do không có tiền tiêu xài, Nguyễn Văn Đông điều khiển xe máy chở Nguyễn Hữu Thủy đi rảo quanh các tuyến đường tại khu vực phường An Phú để trộm cắp tài sản. Khi đi đến trước khu vực khu phố 4, phường An Phú, thành phố Thuận An, tỉnh Bình Dương.
Nguyễn Hữu Thủy đi bộ tìm xe mô tô đậu sở hở để chiếm đoạt còn Nguyễn Văn Đông đề nổ máy chờ sẵn bên ngoài hồng tẩu thoát khi bị phát hiện. Khi Nguyễn Hữu Thủy phát hiện một xe máy đậu trước tiệm thuốc Tây của anh P.V.T và tìm cách chiếm đoạt, bị anh P. V. T phát hiện, tri hô, xông đến bắt giữ Thủy, Nguyễn Hữu Thủy đã chống trả và đâm một nhát vào vùng ngực anh T sau đó chạy đến chỗ của Nguyễn Văn Đông và cùng lên xe tẩu thoát.
Anh P.V.T được người dân đưa đi cấp cứu nhưng tử vong sau đó.
Sau gần 72 giờ tập trung truy xét, chiều ngày 07/05/2021, Phòng Cảnh sát hình sự Công an tỉnh Bình Dương phối hợp với Cục Cảnh sát hình sự Bộ Công an, Công an thành phố Thuận An và các đơn vị nghiệp vụ đã tiến hành bắt giữ thành công 02 đối tượng trộm cắp tài sản sau đó đâm chết một bác sỹ vào ngày 04/05/2021 tại khu phố 4, phường An Phú, thành phố Thuận An, tỉnh Bình Dương.
Trên cơ sở tài liệu chứng cứ thu thập được và những nguồn thông tin do người dân cung cấp, lực lượng điều tra đã xác định các nghi can trong vụ án là Nguyễn Văn Đông, sinh năm: 1991, HKTT: 05/A13, đường C3, khu phố 3, phường An Phú, thành phố Thuận An, tỉnh Bình Dương và Nguyễn Hữu Thủy, sinh năm: 1992, HKTT: xóm Việt Hồng, xã Khánh Hợp, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An.
Bằng các biện pháp nghiệp vụ, lực lượng chức năng đã phối hợp Công an thành phố Dĩ An bắt giữ Nguyễn Văn Đông khi đối tượng đang lẫn trốn tại Dĩ An, Bình Dương. Song song đó, một tổ công tác đã phối hợp với Cục Cảnh sát hình sự Bộ Công an và Phòng Cảnh sát hình sự Công an tỉnh Nghệ An bắt giữ Nguyễn Hữu Thủy khi đối tượng đang lẫn trốn tại thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An.
Vụ án xảy ra gây bức xúc dư luận do hành vi manh động của đối tượng, ảnh hưởng xấu đến an ninh trật. Trước tình hình trên, Ban Giám đốc Công an tỉnh đã chỉ đạo Công an các đơn vị địa phương áp dụng đồng bộ nhiều biện pháp với quyết tâm làm rõ, bắt giữ đối tượng nhanh nhất. Chỉ trong thời gian ngắn, với nỗ lực của cán bộ chiến sĩ tham gia phá án thuộc công an các cấp và phong trào quần chúng, Cơ quan cảnh sát điều tra Công an tỉnh đã bắt giữ các đối tương để xử lý.
Hiện cơ quan điều tra đang tập trung điều tra mở rộng vụ án.