Tại trụ sở cơ quan điều tra, bước đầu Nguyễn Hữu Chính khai, vào khoảng 22h khuya, sau khi sử dụng ma túy đá, Chính và người tình là chị Đường Thị Hằng (SN 1985, quê huyện Chiêm Hóa, Tuyên Quang) tiến hành ái ân. Lúc này, trong cơn phê ma túy, Chính nghĩ chị Hằng là yêu tinh, đang... hút máu mình nên vùng dậy dùng móc áo và dao nhọn đâm chém loạn xạ vào người chị Hằng cho đến khi nạn nhân gục xuống. Sau đó Chính để chị Hằng nằm trên giường trong tình trạng chỉ mặc chiếc quần lót, rồi chui vào nhà vệ sinh của phòng trọ ngủ đến sáng.

Trước đó, sáng sớm 14/12, anh Nguyễn Văn Dinh - quản lý căn biệt thự lớn ngăn ra nhiều phòng cho thuê (trong đó Chính thuê một phòng) thấy Chính ôm bọc đồ định bỏ trốn với vẻ mặt hoảng sợ, nghi có chuyện chẳng lành nên anh Dinh liền kiểm tra phòng, phát hiện chị Hằng chết trên giường, liền  tìm cách giữ chân Chính lại, đồng thời báo CA.

Nhanh chóng có mặt, CA bắt giữ Chính. Ghi nhận tại hiện trường, chị Hằng nằm chết trên giường, thân thể có nhiều vết thương hở, máu loang lổ xung quanh. Qua khám xét, CA thu giữ trong phòng 4 con dao (hai con bị gẫy chuôi), bộ dụng cụ sử dụng ma túy đá cùng một số vật chứng liên quan.

Được biết, Nguyễn Hữu Chính (SN 1979, quê xã Bình Kiều, huyện Khoái Châu, Hưng Yên) đã có vợ và hai con ở quê. Nhờ vẻ ngoài điển trai, hát hay và có tài ăn nói nên Chính rời quê lên Hà Nội kiếm sống bằng nghề ca sĩ, MC ở các nhà hàng tiệc cưới, quán cà phê, hội chợ... Từ tháng 4/2013 đến nay Chính thuê một phòng trọ của căn biệt thự nằm trong ngõ số 68 Nguyễn Ngọc Thụy, P.Ngọc Thụy, Q.Long Biên sinh sống và thường xuyên dắt nhiều bạn gái khác nhau về qua đêm, trong đó có chị Hằng.