Theo điều tra ban đầu, Nguyễn Thế Sơn (SN 1980, ngụ ấp Tân Bình, xã Tân Long, huyện Măng Thít, Vĩnh Long, tạm trú P.An Lạc, Q.Bình Tân) là người yêu của chị Trần Thùy Vy (SN 1991, quê Quảng Trị, tạm trú nhà trọ trên đường 1A KCD Lý Chiêu Hoàng, KP5, P.An Lạc, Q.Bình Tân).

Lúc 20 giờ tối 6/3, Sơn đến nhà trọ tìm Vy nhưng không gặp. Lúc này em trai của chị Vy là Trần Quốc Dũng (SN 1993, tạm trú địa chỉ trên) không cho Sơn vào nhà, dẫn đến mâu thuẫn, Dũng dùng kéo cắt chỉ đâm vào tay Sơn gây chảy máu.

Thấy thế chị Vy cùng chị gái là Trần Thị Thủy (ngụ cùng nhà trọ) dùng xe máy của mình chở Sơn đến Bệnh viện Triều An (đường Kinh Dương Vương, P.An Lạc, Q.Bình Tân) khâu và băng bó vết thương.

Đến khoảng 22h30 cùng ngày, khi vết thương đã khâu xong, Sơn ra ngoài trước. Lúc này chị Vy vừa thanh toán hóa đơn viện phí xong, đang đứng để xem lại, bất ngờ bị Sơn dùng vật sắc nhọn lao đến đâm một nhát chí mạng vào ngực trái, rồi bỏ chạy ra ngoài. Chị Vy lập tức được đưa vào bệnh viện cấp cứu, tuy nhiên do vết đâm quá hiểm nên đã tử vong.

Sau khi gây án, Sơn trốn về quê ở Vĩnh Long, sáng 7/3 ra CA địa phương đầu thú. Nhận tin báo, CAQ Bình Tân đã xuống Vĩnh Long, di lý Sơn về phục vụ công tác điều tra, làm rõ vụ án.