Theo kết quả điều tra ban đầu, do có mâu thuẫn nợ nần tiền, bạc với chị Trần Thị Ly Na (SN 1983, trú thị trấn Trà My, huyện Bắc Trà My), khoảng 19 giờ ngày 26-11, sau khi uống rượu, Hải điều khiển xe máy mang theo hai khẩu súng tự chế và một con dao nhọn đến nhà chị Na để nói chuyện.
Khi đến nhà chị Na, lúc này có bà Trần Thị L. (mẹ ruột chị Na) và cháu Trần Đức H. (con trai của chị Na) đang xem tivi, Hải cầm súng vào nhà định bắn chị Na, nhưng bà L. ôm chân Hải lại. Hải xô ngã bà L. rồi rút dao chém bà L. hai nhát, tiếp đó Hải chém cháu H. Sau đó, Hải dùng súng bắn chị Na và dùng dao chém nhiều nhát vào vùng đầu và lưng làm chị Na ngã gục.
Sau khi gây án xong, Hải vứt khẩu súng đã bắn chị Na và con dao lại hiện trường; rồi cầm theo khẩu súng còn lại đến nhà anh Nguyễn Thành T. (trú thôn Dương Thạnh, xã Trà Dương). Khi đến nơi, Hải gặp anh T. trước sân nên dùng súng bắn làm anh T. gục tại chỗ; vợ anh T. phát hiện và xông vào ngăn cản và bị Hải dùng báng súng đánh vào đầu. Sau đó, Hải vứt súng và xe máy, bỏ trốn...