Bản cáo trạng của Viện KSND Tối cao truy tố Nguyễn Văn Hoàn về các tội danh: "Tàng trữ trái phép chất ma túy", "Mua bán trái phép chất ma túy", "Giữ người trái pháp luật", "Tàng trữ trái phép vũ khí quân dụng" và "Gây rối trật tự công cộng". Cùng bị truy tố với Hoàn còn có 7 bị can khác.
Sau khi ra tù, Nguyễn Văn Hoàn thu thập nhiều đàn em, bắt tay vào những hoạt động theo kiểu xã hội đen. Chỉ trong thời gian ngắn, Hoàn đã mua được 3 ngôi nhà tại 3 địa điểm được cho là đẹp nhất nhì TP. Bắc Ninh. Những ngôi nhà này Hoàn vửa ở, vừa kinh doanh "phòng nhạc" nhưng thực chất là chứa chấp "dây bay" sử dụng ma túy tổng hợp.
Những hoạt động phạm pháp của Nguyễn Văn Hoàn đã bị cục nghiệp vụ Bộ Công an và Công an tỉnh Bắc Ninh đưa vào tầm ngắm. Tối 8-6-2012, lệnh bắt Nguyễn Văn Hoàn được triển khai. Tại nơi ở của “ông trùm” ở khu Cổ Mễ, phường Vũ Ninh, TP Bắc Ninh, lực lượng Công an phát hiện, thu giữ 6 khẩu súng các loại, hơn 150 viên đạn, 1 quả mô hình lựu đạn mỏ vịt và một lượng lớn ma túy.
Cáo trạng của Viện KSND Tối cao cũng đã xác định rõ việc bắt giữ người trái pháp luật của Hoàn và đồng bọn đối với anh Hoàng Văn H., trú tại thị trấn Lim, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh. Việc bắt giữ này liên quan đến số tiền giao dịch khoảng 2,5 tỷ đồng giữa Hoàn và anh H. Để đòi tiền, Hoàn đã điều anh H. lên phòng nhạc của y ở chân đồi Cổ Mễ, rồi cùng đồng bọn khống chế, dùng búa đinh hành hung anh H.