Theo cáo trạng, trong khoảng thời gian từ 0h ngày 4/3/2018 đến 10h30 ngày 5/3/2018, Châu Việt Cường cùng Đoàn Quý Nguyên (tức ca sỹ Nam Khang) đến chơi nhà Phạm Đức Thế thuê tại căn hộ ở phố Nguyễn Văn Ngọc (phường Cống Vị, quận Ba Đình, Hà Nội). Nguyên gọi điện thoại rủ thêm bạn là Đỗ Phượng Anh và Trần Mỹ Huyền đến nơi Thế ở. Tại đây, tất cả đã 3 lần cùng nhau sử dụng ma túy tổng hợp Ketamin. Sau đó, Nguyên đi về trước.
Đến khoảng 8h ngày 5/3/2018, Cường và chị Huyền bị ảo giác ma túy. Cường đã nhét tổng cộng 33 nhánh tỏi vào trong khoang miệng của chị Huyền khiến nạn nhân tử vong vì ngạt. Khi lực lượng Công an phường Cống Vị (quận Ba Đình) đưa Cường và Thế về trụ sở làm việc, đã phát hiện và thu giữ trong ví của Thế có hơn 1,3 gam ma túy tổng hợp Ketamin, do Thế cất giấu để sử dụng.