Theo tài liệu điều tra, đêm 29-10, Nguyễn Phi Trung đến phòng trọ của bạn gái là chị Minh ở phường Mễ Trì, quận Nam Từ Liêm chơi và ngủ tại đây cùng với anh Sơn, có người yêu là bạn cùng phòng với chị Minh. Nửa đêm, anh Sơn tỉnh giấc và phát hiện Trung đang có hành vi sàm sỡ bạn gái mình nên cả hai xảy ra mâu thuẫn.
23h ngày 4-11, anh Sơn và Trung hẹn nhau ra đường Đồng Me, phường Mễ Trì, quận Nam Từ Liêm giải quyết. Khi đi, Trung có rủ thêm Nguyễn Hạ Long. Đến nơi, Trung dùng búa đập nhiều nhát vào đầu. Còn Long rút con dao mang trong người đâm 2 nhát vào ngực và bụng khiến anh Sơn tử vong tại chỗ.
Ngay khi nhận được tin báo của nhân dân, CAQ Nam Từ Liêm đã tổ chức điều tra và nhanh chóng bắt giữ được hai đối tượng gây án.