Theo kết luận điều tra, do sợ bị nhà chồng (có kết hôn nhưng chưa đăng ký) đuổi ra khỏi nhà, Nguyễn Thị Lệ đã dùng quần áo, gối buộc vào bụng rồi thông báo mang thai, lừa bố mẹ chồng.
Sau một thời gian mang thai giả, đến thời gian sinh nở, Lệ xin phép gia đình nhà chồng (ở Đông Anh, Hà Nội) giả vờ về quê ngoại ở Bắc Giang, nhưng đã sang Bệnh viện phụ sản Trung ương tìm cách bắt cóc một bé trai sơ sinh.
Sau nhiều lần ra vào bệnh viện này, ngày 3.11.2011, Lệ đã đóng giả làm bác sỹ, vào khoa sản 2, lừa bế cháu Phạm Văn Trường (3 ngày tuổi, con của sản phụ Trần Thị Thơm, ở Hưng Yên), rồi đưa về nhà chồng.
Đến ngày 8.11.2011, Công an Hà Nội đã giải cứu được cháu Trường và bắt giữ Nguyễn Thị Lệ khi đang giấu cháu ở nhà chồng.