Khi các chiến sĩ Công an canh giữ phòng tạm giam phát hiện đã vội đưa Quý đi cấp cứu nhưng không kịp. Quý đã tử vong trên đường đưa tới bệnh viện cấp cứu.

Bước đầu, cơ quan điều tra xác định Quý đã tự sát.

Trước đó, tối ngày 2/8, Quý đã đến Công an huyện Thanh Hà đầu thú sau khi gây ra thảm án, dùng dao chém chết ông Phạm Duy Tuấn (50 tuổi, bố đẻ Quý)  và bà Nguyễn Thị Thơm (46 tuổi, mẹ ruột Quý) tại nhà. Bà Nguyễn Thị Lan (82 tuổi, bà nội Quý) và bà Phạm Thị Hằng (27 tuổi, chị họ của Quý) sống gần đấy nghe tiếng kêu chạy sang cũng bị Quý dùng dao chém nhiều nhát và tử vong.

Sau khi khám nghiệm hiện trường Công an huyện Thanh Hà đã giao Quý và tang vật vụ án cho Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Hải Dương tiếp tục điều tra.

Ban đầu CQĐT xác định, Quý có biểu hiện mắc bệnh tâm thần phân liệt, bị trầm cảm đã lâu nhưng gia đình chủ quan không đưa đi chữa bệnh. Tối ngày 2/8, trong lúc bị ức chế không kiểm soát được hành động của mình Quý đã gây ra vụ thảm án đau lòng.