Theo cáo trạng của Viện kiểm sát Nhân dân tỉnh Thừa Thiên - Huế, từ tháng 2-2010, chị Nguyễn Thị Hiền (SN 1964), trú tại xã Tân Sơn, thị xã Plây Cu (Gia Lai), về quê chăm sóc bố là ông Nguyễn Hiến, ở khu phố Phù Nam 2, phường Thủy Châu bị bệnh nặng.
Do có mối quan hệ họ hàng, Toàn thường xuyên tiếp xúc với chị Hiền (quê ở Thủy Châu, Hương Thủy, sinh sống tại TP Plây Cu, tỉnh Gia Lai). Biết chị Hiền có số nữ trang nên Toàn nảy sinh ý định chiếm đoạt. Ngày 15-5, Toàn hẹn chị Hiền, tối đi chơi. Chị Hiền đồng ý và rủ thêm cháu Dương Thị Thúy, sinh ngày 10-2-1993 đi cùng. Toàn dùng xe đạp chở Hiền, Thúy ra bờ sông Ðại Giang. Trên đường đi ra bờ đê, Toàn tìm nhặt một cục đá to bằng nắm tay, bỏ vào túi quần. Ðến khoảng 22 giờ cùng ngày, Toàn bảo Thúy đi nơi khác để Toàn nói chuyện riêng với Hiền một lúc. Lợi dụng lúc chị Hiền không để ý, Toàn lấy cục đá trong túi quần, bất ngờ đánh mạnh vào phía sau, bên phải vùng đầu chị Hiền, khiến nạn nhân ngã xuống bất tỉnh. Toàn tiếp tục cầm đá đánh ba đến bốn cái nữa vào giữa ngực chị Hiền.
Sau khi giết chị Hiền, sợ bị lộ, Toàn đi tìm cháu Thúy để giết. Lợi dụng lúc Thúy không để ý, Toàn cởi quần mình ra rồi bất ngờ dùng tay phải kẹp cổ cháu Thúy, kéo xuống mép nước bờ sông, dùng hai tay đè cổ dìm cháu Thúy xuống bùn cho đến chết; dìm người cháu Thúy xuống bùn, sau đó kéo bèo lục bình phủ kín lại.
Giết cháu Thúy xong, Toàn lột hết số nữ trang trên người chị Hiền, gồm: một dây chuyền, một đôi bông tai, một nhẫn đeo tay bằng vàng, sau đó lấy hòn đá nặng buộc trước bụng nạn nhân, rồi kéo xác chị Hiền ra thả chìm xuống giữa sông Ðại Giang. Ngày 16-5, Toàn thuê xe ôm lên TP Huế bán được 7,2 triệu đồng và mang đi đánh bạc. Trước đó bị cáo Toàn đã từng có bốn tiền án.
Tại phiên tòa, Nguyễn Toàn đã khai nhận toàn bộ hành vi phạm tội của mình.
Hội đồng xét xử Tòa án Nhân dân tỉnh Thừa Thiên - Huế đã tuyên án tử hình Nguyễn Toàn.
