Công an Trạm Cảnh sát Lạch Tray cùng lực lượng nghiệp vụ CAQ Ngô Quyền khẩn trương có mặt tại hiện trường, cùng nhân dân khu vực đưa nạn nhân đến bệnh viện Việt-Tiệp cấp cứu. Do vết thương quá nặng (bị đâm, chém nhiều nhát vào vùng lưng, ngực, bụng và bị đứt khuỷu tay dẫn đến mất máu cấp), nạn nhân Bùi Văn Hòa đã tử vong vào lúc 2h30 cùng ngày. Tại hiện trường, cơ quan công an phát hiện chiếc xe máy Yamaha BKS: 15B1-30442 của anh Hoà vẫn còn nguyên và chìa khóa xe còn ở ổ khóa điện. Cơ quan công an cũng thu giữ 1 con dao gấp dính máu.
Trước tính chất nghiêm trọng của vụ án, cơ quan CSĐT-CAQ Ngô Quyền đã tập trung lực lượng, truy xét. Quá trình xác minh, thu thập tài liệu, cơ quan điều tra đã khoanh diện 2 nghi can liên quan đến vụ án mạng. Đó là Phạm Văn Nam (SN 1996) trú tại phường Quang Trung, quận Hồng Bàng và Vũ Đức Anh (tức Việt, SN 1994) trú tại Tiên Hưng, huyện Tiên Lãng, Hải Phòng. Theo thông tin trinh sát thu thập, 2 đối tượng này đều bỏ nhà lang thang, thường xuất hiện vào ban đêm tại khu vực hồ Quần Ngựa khoảng gần 1 tháng nay. Đây cũng là địa điểm được coi là “chợ tình” của các đối tượng pê đê thường xuyên tụ tập; Nam và Đức Anh đến đây “bắt khách”, “phục vụ” đám dân “gay”. Anh Hòa (nạn nhân của vụ án) được xác định là người đồng tính.
Sau 2 giờ khẩn trương điều tra, cơ quan CSĐT-CAQ Ngô Quyền đã có căn cứ xác định Phạm Văn Nam, Vũ Đức Anh là đối tượng sát hại anh Bùi Văn Hòa và tiến hành bắt giữ 2 đối tượng này. Bước đầu, 2 đối tượng khai nạn nhân đã gạ gẫm liền một lúc Phạm Văn Nam và Vũ Đức Anh cùng tìm chỗ “vui vẻ”. Nam, Đức Anh ra giá là 200.000 đồng nhưng anh Hòa mặc cả giá 50.000 đồng. Khi bị 2 đối tượng này từ chối, anh Hòa có lời lẽ xúc phạm nên Phạm Văn Nam và Vũ Đức Anh đã rút dao đâm, chém liên tiếp. Thấy nạn nhân gục ngã, hai đối tượng mới dừng tay, vứt dao tại hiện trường rồi bỏ trốn.
