Theo kết quả điều tra ban đầu, sáng 12/2, Công an thành phố Hồng Ngự nhận được tin báo của người dân về vụ chết người chưa rõ nguyên nhân, có dấu hiệu bị xâm hại tình dục tại trạm xăng trên.
Công an thành phố Hồng Ngự khẩn trương phối hợp các phòng nghiệp vụ tiến hành khám nghiệm hiện trường, khám nghiệm tử thi, bước đầu xác định nạn nhân là phụ nữ khoảng 50 tuổi (chưa rõ danh tính).
Đến hơn 15 giờ cùng ngày, Phòng Cảnh sát hình sự (Công an tỉnh Đồng Tháp) phối hợp Công an huyện Châu Thành (tỉnh Tiền Giang) bắt giữ đối tượng Lâm Văn Mai, sinh năm 1981, ngụ khóm 2, phường An Bình B, thành phố Hồng Ngự, đang trên đường tẩu thoát qua địa phận xã Tân Hương.
Sau khi được di lý về Đồng Tháp, Mai khai nhận có quen biết với nạn nhân khoảng một tháng nay (nhưng không rõ lai lịch cụ thể). Cả hai chung sống với nhau tại trạm xăng bỏ hoang ở phường An Bình A. Tối 11/2, Mai đi nhậu về thì nạn nhân “cằn nhằn” đã 3, 4 ngày không xin được việc làm.
Mai bất ngờ cầm dao đâm liên tiếp vào người khiến nạn nhân tử vong. Sau khi gây án, Mai về nhà thay quần áo, giấu hung khí. Đến sáng hôm sau, Mai đi ngang qua hiện trường thì phát hiện lực lượng Công an đang khám nghiệm cho nên lái xe bỏ trốn đến huyện Châu Thành, tỉnh Tiền Giang thì bị lực lượng làm nhiệm vụ bắt giữ.
Kết quả khám nghiệm, nạn nhân bị đâm 29 nhát, vết thương gây thấu bụng, thủng gan dẫn đến tử vong.
