Trước đó, khoảng 9 giờ sáng 1-6, người dân đội 3, xã Đông Anh, huyện Đông Sơn phát hiện anh Lê Sỹ Thưởng (sinh năm 1966) và vợ là Lê Thị Loan (sinh năm 1967), làm nghề kinh doanh dịch vụ cầm đồ chết tại nhà trong tình trạng bị chém nhiều nhát. Nhận được tin báo, Giám đốc, Thủ trưởng Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an tỉnh Thanh Hóa chỉ đạo cơ quan Cảnh sát điều tra phối hợp với Công an huyện Đông Sơn triển khai đồng bộ các biện pháp nghiệp vụ, điều tra, làm rõ.
Khám nghiệm hiện trường cho thấy: Sau khi giết anh Thưởng, chị Loan đối tượng đã lục tìm tài sản, kéo két bạc ra giữa nhà tìm cách phá để lấy tài sản cùng hai điện thoại di động, hơn hai triệu đồng của nạn nhân. Cơ quan Cảnh sát điều tra nhận định đây là vụ án giết người, cướp tài sản đặc biệt nghiêm trọng. Rà soát, phân loại đối tượng, thu thập tài liệu, chứng cứ, công an xác định thủ phạm gây ra vụ giết người, cướp tài sản là Nguyễn Văn Hải (SN 1984), trú tại thôn 3, xã Đông Thịnh, huyện Đông Sơn. Khẩn trương lần theo dấu vết tội phạm, sáng ngày 2-6, Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an Thanh Hoá đã tổ chức bắt giữ được Hải khi y đang tìm cách trốn vào các tỉnh phía nam.
Qua đấu tranh, Hải thừa nhận đã gây ra vụ giết người, cướp của nói trên. Chiều cùng ngày, Cơ quan Cảnh sát điều tra dẫn giải đối tượng về nơi y gây án nhằm truy tìm tang vật liên quan và bước đầu đã thu được một con dao phay là công cụ gây án cùng một số tang vật liên quan. Công an tỉnh Thanh Hóa đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can, tiếp tục điều tra, mở rộng vụ án.