Vụ án phức tạp, tính chất nghiêm trọng trên đã được Công an tỉnh Quảng Trị và Công an huyện Triệu Phong nhanh chóng điều tra làm rõ nghi phạm chỉ chưa đầy 24 giờ kể từ khi phát hiện thi thể nạn nhân trên sông Thạch Hãn. Kết quả giám định pháp y nạn nhân cho thấy: chết do đa chấn thương (chấn thương sọ não và chấn thương hàm mặt). Liên quan đến vụ án mạng này, ngay sau đó, Giáo hội Phật giáo Việt Nam tỉnh Quảng Trị đã có thông báo về việc Hủy bỏ tư cách tu sĩ đối với Đại đức Thích Trí Hộ do phá giới và phạm pháp.
Quá trình điều tra đã xác định được nguyên nhân xảy ra vụ án là do mâu thuẫn, thù tức cá nhân cũng như hé lộ hành trình gây án của các bị can, trong đó Đạt là chủ mưu. Theo lời khai, Đạt biết nạn nhân H. từ hơn 10 năm trước khi được nhờ lo cúng tang lễ cho con trai của bà H. bị thiệt mạng do đuối nước. Sau đó, Đạt quay lại tu học ở Huế, đến cuối năm 2009 trở về tu hành tại một cơ sở tôn giáo tại thị trấn Ái Tử. Bà H. là phật tử nên thường xuyên đến lễ và phụ việc cho chùa, biết Đạt từng giúp đỡ trong việc lo tang lễ con trai mình nên dành sự quý mến, quan tâm. Năm 2013, Đạt chuyển về Niệm phật đường Dương Lệ Đông để chăm lo Phật sự nên bà H. cũng hay về đây.
Theo lời khai của Đạt, do cảm thấy bức bối, khó chịu vì sự quan tâm thái quá từ bà H. cộng với việc bà H. nhiều lần phản ánh với chính quyền xã Triệu Thuận về việc Đạt lấn chiếm đất trường Tiểu học và THCS Trần Hữu Dực, thường xuyên tụ tập uống bia và cho nhiều phụ nữ vào chùa… nên Đạt nghĩ phải đánh cảnh cáo bà H. Đạt biết Tuấn cũng có bực tức với bà H. do bị bà H. xúc phạm nên Đạt kích động để Tuấn cùng tham gia đánh.
Chiều 11-12-2021, bà H. đi xe máy hiệu Honda BKS 74D1-067.xx ghé vào Niệm phật đường Dương Lệ Đông rồi chửi mắng Đạt. Nghe ồn ào, bà Th. (phật tử của chùa) vào khuyên can thì giữa bà H. và bà Th. xảy ra cãi cọ. Đạt can ngăn cả hai về nhà nhưng vì tức giận hành động của bà H. nên Đạt rủ Tuấn cùng đánh bà H. Lúc 17 giờ 10 cùng ngày, Đạt điều khiển xe máy, cầm theo gậy tre dài hơn 60cm chạy đến nhà đưa cho Tuấn và đưa 5 triệu đồng để đánh bà H. Khi Tuấn đồng ý, Đạt bày Tuấn gọi điện cho bà H. nói Đạt nhậu với phụ nữ khác ở kè Bích Khê (xã Triệu Long). Tuy nhiên, bà H. cho biết đang bận tập thể dục, không đi được.
Âm mưu bất thành, Đạt tiếp tục nói với Tuấn về lại chùa, lúc đó gọi bà H. sẽ xuống. Hơn 18 giờ cùng ngày, Tuấn vờ gọi cho bà H. báo rằng Đạt đang nhậu ở chùa. Sau khi về chùa, Tuấn lấy gậy tre đưa cho Đạt dựng ở trụ hiên nhà Tăng. Tuấn và Đạt bày biện thịt heo quay (do Tuấn mua về), bia lên bàn như có tiệc nhậu. Đạt hối thúc Tuấn gọi cho bà H. cung cấp thông tin giả dối để bà về chùa. Một thời gian ngắn sau, bà H. đi xe máy BKS 74D1-067.xx vào dựng trước sân chùa. Lúc này, Đạt đi lấy gậy tre chờ sẵn. Khi bà H. tiến tới bàn có lời gay gắt thì Tuấn đấm về phía bà H. nhưng bị trượt, còn Đạt ở phía sau dùng gậy đánh vào vùng lưng và vai bà H.
Bà H. dùng mũ bảo hiểm để đánh trả nhưng Đạt tránh được và dùng gậy đánh tiếp 2 cú vào đỉnh đầu và đánh 1 phát vào vùng miệng của bà H. làm gãy 9 răng hàm trên, 2 răng hàm dưới, gãy xương hàm. Bà H. ngã xuống. Thấy vậy, Tuấn mới tới giật cây gậy trên tay Đạt và mang đi vứt ở bụi tre. Chưa hả giận, Đạt vào bên trong lấy ống kim loại hình trụ tròn tiếp tục đánh mạnh vào vùng thái dương, chân, tay nạn nhân. Tuấn quay vào giành ống kim loại không cho Đạt đánh nữa. Tại thời điểm này, nạn nhân H. đã bất tỉnh. Nghĩ bà H. đã chết nên tìm cách che giấu, dọn dẹp hiện trường gây án.
Đạt điều khiển xe máy nạn nhân lên chân cầu Đại Lộc thuộc P.Đông Lương, TP Đông Hà và gọi Tuấn lên giúp đẩy xe xuống sông Thạch Hãn. Sau đó, Tuấn điều khiển xe máy của mình chở Đạt về lại chùa, trên đường đi cả hai trao đổi việc dùng ô-tô để chở nạn nhân H. để khỏi bị lộ. Đạt đi mượn ô-tô chở nạn nhân H. đến kè thôn Bích Khê rồi gọi Tuấn đến phụ đẩy bà H. xuống sông nhưng Tuấn từ chối. Sau khi đẩy thi thể bà H. xuống sông, Đạt về chùa đốt áo quần dính máu bà H. rồi xóa dấu vết lưu lại hiện trường.
Những tưởng thi thể nạn nhân chìm dưới đáy sông, ai ngờ chỉ mấy tiếng đồng hồ sau, người dân phát hiện thi thể trôi lập lờ trên mặt sông Thạch Hãn và hành vi giết người tàn độc của Đạt bị phát giác.
