Sau khi xác định có danh tính nạn nhân và được cung cấp một số thông tin, Ban chuyên án nhận định, đối tượng mạo danh anh T. gửi tin nhắn về cho gia đình đòi tiền chuộc và tống tiền có thể có mối quan hệ với nạn nhân. Điều này có nghĩa, cái chết của anh T có liên quan tới việc vay tiền.
Cụ thể, ngày 25/5, nick Facebook của anh T đã nhắn tin về cho gia đình thông báo hiện mình đang nợ số tiền 100 triệu đồng, bị các đối tượng xã hội giam giữ. Tin nhắn thể hiện, các đối tượng yêu cầu gia đình phải chuyển tiền vào số tài khoản của họ thì chúng mới thả người.
Ngoài tin nhắn trên, gia đình nạn nhân còn nhận được 1 đoạn ghi âm với nội dung “đòi tiền chuộc”. Chúng đe dọa, nếu không nhanh chóng chuyển tiền, anh T sẽ nguy hiểm đến tính mạng.
Ban chuyên án bước đầu nhận định, nạn nhân có vay tiền, quá hạn phải trả và đây có thể là nguyên nhân dẫn đến vụ án mạng. Do vậy, hướng tập trung được các trinh sát rà soát kỹ đó là các tổ chức tín dụng đen, những đối tượng cho vay nặng lãi…
Cùng với đó, các mối quan hệ của nạn nhân được các điều tra viên tập trung khai thác. Trong quá trình xác minh tại Trung tâm tiếng Hàn, có vài điểm khả nghi được các điều tra viên tìm hiểu, xác minh cẩn trọng. Trong đó có 2 người bạn từng có thời gian thuê phòng trọ cùng nạn nhân. Tuy nhiên, kết quả điều tra lịch trình đi lại, sinh hoạt của 2 người này cùng với những nhân chứng xác định, khoảng thời gian ngày 25-26/5/2022 họ ở phòng trọ, không gặp nạn nhân. Vụ án lại tiếp tục rơi vào bế tắc.
Trước những khó khăn của chuyên án, Công an tỉnh Thanh Hóa đã thông báo rộng rãi về truy tìm tài sản đã mất của nạn nhân và tìm nhân chứng của vụ án. Sau khi thông báo được phát đi, một ngày sau có 2 nhân chứng nữ tới cơ quan công an trình báo về việc đêm 25/5, khi đi qua đoạn đường gần cầu Hàm Rồng, họ nhìn thấy người đàn ông đi xe máy, trở phía sau bao tải. Vì hiếu kỳ và tò mò nên 2 cô gái bám theo, đến chỗ bóng tối trên cầu, người đàn ông kia vứt bao tải xuống sông.
Ngay sau khi tiếp nhận thông tin, các trinh sát lập tức trích lại camera, lời khai của 2 cô gái trùng khớp. Các trinh sát lần ngược lại con đường đối tượng đã đi qua. Từ những hình ảnh thu thập được của hệ thống camera 2 bên đường, đến khi nạn nhân bị ném xuống sông là cầu Hàm Rồng. Hướng di chuyển khi về của đối tượng là từ cầu Hàm Rồng về phía phường Quảng Thành (TP. Thanh Hóa).
Cùng thời điểm này, các trinh sát phát hiện chiếc xe máy của nạn nhân được mang bán ở huyện Quảng Xương, điện thoại, máy tính nạn nhân cũng đã được bán qua 2 người tại TP. Thanh Hóa.
Bằng các biện pháp nghiệp vụ, vào lúc 11h00’ ngày 3/6/2022, Phòng Cảnh sát hình sự Công an tỉnh Thanh Hóa đã bắt giữ đối tượng gây án là Lê Văn Hoàng (SN 2004, trú tại phố Tân Trọng, phường Quảng Thành, TP. Thanh Hóa).
Qua đấu tranh, bước đầu Hoàng khai nhận, do có quan hệ quen biết từ trước nên hắn đã cho anh T. vay 5 triệu đồng bằng hình thức cắt lãi và trả tiền góp hàng ngày (với thời hạn 15 ngày). Đến hẹn không thấy anh T. trả tiền và chặn mọi liên lạc nên Hoàng bực tức. Nghĩ mình bị lừa nên Hoàng đã lập nick Facebook giả danh phụ nữ, kết bạn với anh T. để tán tỉnh, yêu đương.
Chiều 25/5/2022, Hoàng hẹn gặp T. tại nhà mình. Khi anh T. vào đến sân, Hoàng chạy ra đóng cửa, uy hiếp anh T. trả tiền. Lúc này, T. sợ bỏ chạy vào trong nhà, Hoàng chạy theo dùng chiếc ấm đun nước bằng nhôm đập liên tiếp nhiều phát vào vùng đầu khiến nạn nhân gục ngã xuống nền nhà và tử vong. Sau khi xác định anh T. đã chết, Hoàng đã dùng băng dính có sẵn trong nhà quấn chặt quanh người, dùng 2 vỏ bao bì bỏ thi thể vào rồi giấu xác dưới gầm giường tại phòng ngủ tầng 2.
Đến khoảng gần 22h cùng ngày, Hoàng mang thi thể anh T. đặt lên yên phía sau xe máy rồi trở đến khu vực cầu Hàm Rồng ném xuống dòng sông Mã phi tang. Sau đó, Hoàng đã mang tài sản của anh T. gồm: Xe máy Arblade, Laptop và điện thoại di động, đi bán lấy tiền tiêu sài cá nhân.