Tại cuộc họp báo chiều 18/2, thiếu tướng Sùng A Hồng (Giám đốc Công an tỉnh Điện Biên) cho hay cơ quan điều tra đã khởi tố, bắt Vương Văn Hùng (35 tuổi), Bùi Văn Công (44 tuổi), Phạm Văn Nhiệm (47 tuổi), Lường Văn Lả (26 tuổi) và Lường Văn Hùng (39 tuổi, cùng trú huyện Điện Biên) để làm rõ hành vi giết người, cướp tài sản, hiếp dâm, tàng trữ trái phép chất ma túy và bắt giữ người trái pháp luật. 5 nghi phạm đều nghiện ma túy và có tiền án.
Theo thông cáo báo chí, vào khoảng 18h30 ngày 4/2 (tức 30 Tết), con gái chị Trần Thị H. (SN 1975, trú tại Đội 5, xã Thanh Hưng, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên) là Cao Thị Mỹ Duyên (SN 1997, cùng trú tại địa chỉ trên, hiện đang là sinh viên Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên) sử dụng xe máy BKS 27H1 - 7407 chở 13 con gà đi giao cho một người khách lạ tại khu vực C13, phường Thanh Trường, TP.Điện Biên Phủ, tỉnh Điện Biên. Sau khi Duyên đi khoảng 2 tiếng đồng hồ, gia đình đã nhiều lần gọi điện nhưng Duyên không nghe máy, sau đó điện thoại cũng bị tắt nên gia đình đã đến cơ quan công an trình báo.
Khi nhận được tin báo, Ban Giám đốc Công an tỉnh đã chỉ đạo các đơn vị nghiệp vụ Công an tỉnh, Công an các huyện, Công an TP.Điện Biên Phủ tổ chức truy tìm. Đến 9h sáng 6/2 (tức mùng 2 Tết) phát hiện chiếc xe máy Duyên dùng để chở gà tại khu vực Đội 18, xã Noong Luống, huyện Điện Biên.
Đến 10h30 ngày 7/2 (tức mùng 3 Tết) tiếp tục phát hiện thi thể nạn nhân Duyên tại ngôi nhà hoang trước cổng Công ty Công trình giao thông thuộc khu vực Đội 11, xã Thanh Nưa, huyện Điện Biên. Qua khám nghiệm hiện trường, khám nghiệm tử thi, cơ quan công an xác định nạn nhân Duyên bị chết do siết cổ.
Quá trình điều tra, cảnh sát cho biết, Công chính là chủ mưu của vụ án. Theo đó, khi tình cờ thấy Duyên phụ mẹ bán gà ở chợ, Công đã nảy sinh ý định cướp tài sản. Ngày 3/2 Công dẫn Vương Văn Hùng ra chợ và dặn Hùng xin số điện thoại của cô gái để thực hiện ý đồ.
Một ngày sau đó, sau khi có đã có số điện thoại của Duyên, Hùng giả vờ đặt mua 10 con gà và yêu cầu giao ở khu vực bờ mương đồi Độc Lập (thành phố Điện Biên Phủ).
Tưởng có được khách "sộp", Duyên tức tốc lên đường giao gà. Tuy nhiên, vừa đến nơi thì Hùng khống chế và đưa vào ngôi nhà hoang.
Tại đây, Vương Văn Hùng, Công và Nhiệm (bạn của Công) thay nhau hãm hiếp Duyên. Sau khi thỏa mãn dục vọng, cô gái trẻ bị các đối tượng nhốt trên thùng xe tải do Công sở hữu.
Ngày 6/2, khi Lường Văn Hùng và Lường Văn Lả đến nhà chơi, Công tiếp tục rủ hai đối tượng này cưỡng bức nạn nhân.
Đến 0h ngày mùng 2 Tết, khi thấy Duyên đã yếu, Công và Vương Văn Hùng sát hại nạn nhân rồi cả nhóm đưa thi thể cô gái về ngôi nhà hoang cạnh nhà Công vứt.
Sau khi phi tang xác Duyên, cả 5 con nghiện về lại nhà Công tìm cách đối phó với lực lượng chức năng.