Trước đó, chiều 24/2, người dân tại thôn Mai Xá phát hiện thi thể thiếu nữ tử vong bất thường. Nạn nhân sau đó được xác định tên V. 16 tuổi, quê huyện Bình Lục, Hà Nam, đang học lớp 10 tại một trường THPT gần địa bàn huyện Lý Nhân.
Công an huyện Lý Nhân phối hợp với Công an tỉnh Hà Nam phong tỏa hiện trường, khám nghiệm tử thi và nhận định thiếu nữ bị sát hại nên thu thập chứng cứ điều tra.
Bằng các biện pháp nghiệp vụ, tài liệu thu thập, cơ quan công an nhanh chóng bắt giữ nghi phạm Trần Mạnh Hùng vào chiều cùng ngày.
Tại cơ quan công an, bước đầu Hùng khai nhận, anh ta có quan hệ yêu đương với V., và đêm 23/2 Hùng đón bạn gái về nhà ngủ.
Đến trưa hôm sau, khi biết gia đình V. đi tìm, vì lo sợ Hùng và bạn gái thống nhất cùng tự tử. Cảnh sát xác định Hùng đã bóp cổ khiến V. tử vong.
Sau đó, nghi phạm nhảy xuống ao cạnh nhà tự tử nhưng không thành. Hùng lại đi ra cầu Thái Hà tiếp tục tự tử thì bị bắt.