Theo Cơ quan điều tra, ngày 5/6, Nhật tới nhà bà N.T.X. (bà ngoại cháu Q.) để ăn giỗ. Lợi dụng cháu Q. đang chơi ở phía sau nhà một mình, Nhật cho cháu Q. 50.000 đồng rồi dụ dỗ, khống chế, ẵm Q. đến khu vực vắng người để thực hiện hành vi hiếp dâm, dù cháu khóc lóc, van xin.
Sau khi thực hiện xong hành vi đồi bại, Nhật bỏ mặc cháu Q. và đe dọa không được kể lại sự việc cho ai.
Cháu Q. bỏ chạy về nhà trong trạng thái tinh thần hoảng loạn, lo sợ. Sau khi biết sự việc, gia đình cháu Q. tới trình báo Công an huyện Trà Bồng.
Tiếp nhận thông tin, Cơ quan CSĐT Công an huyện Trà Bồng phối hợp Công an xã Trà Bình tổ chức điều tra, bắt giữ Phạm Đức Nhật.
Mở rộng điều tra, Nhật khai nhận trước đó từng thực hiện hành vi đồi bại với cháu Q.
Công an huyện Trà Bồng đã bàn giao hồ sơ vụ việc và Nhật cho Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Quảng Ngãi thụ lý