Nghi phạm được xác định là người Trung Quốc, và cơ quan công an đã bắt giữ chỉ sau ít giờ thi thể của nạn nhân được phát hiện.
Vào sáng cùng ngày, một số người dân kéo lưới dưới chân cầu Trần Thị Lý phát hiện một chiếc vali màu đỏ chứa thi thể người. Theo các ngư dân, khi kéo vali vào bờ và mở ra, họ phát hiện một thi thể nữ bị cắt rời mất phần đầu.
Sau đó, người dân phát hiện tại bờ đối diện sông Hàn phía phường Mỹ An, quận Ngũ Hành Sơn có phần đầu nghi của nạn nhân dưới ghế đá.
Lực lượng chức năng Đà Nẵng đã có mặt khám nghiệm hiện trường, khám nghiệm tử thi điều tra nguyên nhân.
Đại tá Trần Mưu, phó giám đốc Công an Đà Nẵng, cùng nhiều đơn vị nghiệp vụ đã trực tiếp đến hiện trường để điều tra vụ án.