Nạn nhân được xác định là chị Nguyễn Thị Tâm (SN 1972), HKTT tại tổ 6, thị trấn Kbang, huyện Kbang, tỉnh Gia Lai, bị sát hại tại nhà riêng ở thôn Nông Nhầy 2. Vị trí tìm thấy xác nạn nhân là một căn hầm trong buồng ngủ .

Theo trình báo của một số người nhà của nạn nhân, ngày 4/1, chị Tâm lái xe ô tô đi bảo dưỡng ở Đà Nẵng, khoảng 18h ngày 5/1 mới trở về. Nhưng từ 18h45 cùng ngày trở đi, không ai biết chị Tâm đi đâu và cũng không điện thoại liên lạc được. Chiều 6/1, một số người thân rủ nhau đến nhà chị Tâm. Cửa bên ngoài khóa kín nhưng qua khe hở vẫn trông thấy được chiếc xe ô tô đỗ trong gara. Nghi ngờ có điều chẳng lành, người thân chị Tâm đã phá khóa vào bên trong để tìm kiếm. Trong nhà có nhiều vết máu dính trên tường. Tìm kiếm kỹ một hồi, mọi người phát hiện trong buồng ngủ của nạn nhân có một căn hầm. Khi mở nắp hầm lên, họ phát hiện bên trong có nhiều gỗ quý, chị Tâm đã chết trong tư thế bó gối.

Công an lập tức vào cuộc điều tra. Nhà riêng nạn nhân ở khu vực thưa thớt dân cư. Bản thân nạn nhân sống độc thân, làm nghề buôn bán gỗ và có nhiều mối quan hệ phức tạp. Chính vì vậy, công tác điều tra gặp không ít khó khăn. Nhiều giả thiết được đặt ra, trong đó Ban chuyên án nhận định hung thủ phải có mối quan hệ gần gũi, thân quen với nạn nhân. Có như vậy, hung thủ mới vào được nhà chị Tâm, và biết đến căn hầm bí mật.

Theo hướng điều tra này, diện đối tượng nghi vấn dần được khép lại, và đến trưa 7/1, Ban chuyên án đã xác định đối tượng có nhiều nghi vấn nhất chính là cháu ruột của nạn nhân, tên là Nguyễn Xuân Diệu, 23 tuổi. Diệu từng được chị Tâm cưu mang, đưa từ quê ở Sơn Tây, Hương Sơn, Hà Tĩnh vào Ngọc Hồi làm ăn, tổ chức cưới vợ, thậm chí cho tiền mua xe ô tô. Tuy nhiên, đứa cháu này lại ham cờ bạc, nên đã mất sạch vốn liếng mà chị Tâm đầu tư. Thời gian gần đây, Diệu có biểu hiện túng quẫn, hay đi vay mượn tiền. Bị triệu tập đến CQĐT, lúc đầu, Diệu cố tỏ thái độ bình tĩnh. Bằng biện pháp nghiệp vụ, cơ quan công an phát hiện trên người Diệu có nhiều vết trầy xước. Xác minh thời gian sử dụng trong đêm 5/1 của Diệu, ban chuyên án nhận thấy có nhiều nghi vấn.

Sau gần 1 ngày loanh quanh khai báo, cuối cùng, Diệu đã phải thú nhận hành vi man rợ của anh ta. Chiều 5/1, Diệu lấy xe máy ra ngoài, nói với vợ đi mua gỗ. Sau khi đi lòng vòng ở thị trấn Plei Kần, Diệu nảy sinh ý định lên nhà dì Tâm để vay tiền. Khi Diện đến nhà thì chị Tâm vừa đi bảo dưỡng xe ô tô ở Đà Nẵng về. Diệu đặt vấn đề vay chị Tâm 10 triệu để đầu tư mua gỗ, nhưng chị Tâm không đồng ý và mắng Diệu vì ham cờ bạc mà không chăm lo làm ăn. Bị Diệu cãi lại, chị Tâm tát đứa cháu nhưng Diệu né được. Không vay được tiền lại bị mắng, Diệu nổi thú tính, đi ra sau nhà nhặt cái thớt gỗ, dùng tấn công chị Tâm. Khi thấy dì của mình đã chết, Diệu lấy điện thoại di động của nạn nhân, tháo pin rồi thản nhiên về nhà. Trên đường về, Diệu nghĩ cách giấu xác người dì để không ai phát hiện ra. Chợt nhớ trong nhà dì có một căn hầm bí mật dùng để cất gỗ, Diệu quay lại, cạy cửa hầm rồi đưa xác chị Tâm xuống. Gây án xong, lúc về nhà, Diệu còn lôi ra một khúc gỗ, khoe với vợ là vừa đi gặp gỡ đối tác làm ăn. CQĐT Công an tỉnh Kon Tum đã thực hiện lệnh bắt đối với Nguyễn Xuân Diệu về hành vi giết người.