Khoảng 1h30 rạng sáng 21-7, tại trước số nhà 222, phố Khâm Thiên, phường Thổ Quan, quận Đống Đa xảy ra vụ án mạng. Nạn nhân là anh Trần Anh Cường (SN 1979), ở ngõ Giếng Mứt, quận Hai Bà Trưng, bị đối phương dùng dao nhọn đâm vào đùi phải, làm đứt động mạch chủ, gây mất máu cấp và tử vong trên đường tới bệnh viện Việt Đức cấp cứu.
Tiến hành điều tra, CAQ Đống Đa phối hợp với Phòng CSHS - CATP Hà Nội làm rõ trước khi xảy ra vụ án mạng, nạn nhân cùng đi với bạn gái là Trần Minh Thu (SN 1989), ở ngõ chợ Khâm Thiên, phường Trung Phụng, quận Đống Đa. Chị Thu làm ở thẩm mỹ viện, còn anh Cường chuyên kinh doanh bất động sản. Vài phút trước khi xảy ra vụ án, anh Cường chở chị Thu trên chiếc xe máy Piaggio Liberty về ngõ chợ Khâm Thiên và bị một nam thanh niên chặn đánh. Sau đó, đối phương đã đuổi anh Cường chạy đến trước số nhà 222 phố Khâm Thiên và lợi dụng lúc anh Cường vấp ngã, đối tượng đã dùng dao nhọn đâm 1 nhát vào đùi phải của anh Cường.
Nhân thân đối tượng gây án được cơ quan điều tra làm rõ là Bùi Xuân Toàn, bạn trai cũ của chị Thu, hiện đang mở cửa hàng mua bán, sửa chữa giày dép ở khu vực phố Đồng Tâm, quận Hai Bà Trưng. Trước đây, Toàn thuê cửa hàng và mở một hiệu bán giày ở ngõ chợ Khâm Thiên. Đối tượng hiện thuê trọ tại khu vực Đền Lừ, quận Hoàng Mai. Sau khi gây án, Toàn đã bỏ trốn.
Dựng lại toàn bộ những mối quan hệ của Toàn, cơ quan điều tra nắm được cách đây 1 năm, đối tượng làm quen với một nam thanh niên quê ở thành phố Thanh Hóa, lên Hà Nội học nghề cho thuê áo cưới và trang điểm cô dâu. Bạn của Toàn được xác định là Nguyễn Ngọc Hoàn (SN 1980), ở 479 đường Bà Triệu, TP Thanh Hóa. Hoàn mới thuê cửa hàng ở 296, phố Lê Hoàn, phường Ba Đình, TP Thanh Hóa để mở hiệu cho thuê áo cưới cùng với người yêu. Sau khi tổ chức truy tìm Toàn ở nhiều nơi và không phát hiện được tung tích hung thủ, cơ quan điều tra tập trung truy xét theo hướng nhằm vào người bạn mới quen của Toàn ở TP Thanh Hóa.
Chiều 21-7, các trinh sát đã lên đường tới TP Thanh Hóa. Qua rà soát những địa điểm liên quan đến đối tượng nghi vấn, các trinh sát loại khỏi diện “cần quan tâm” nơi ở của Nguyễn Ngọc Hoàn tại 479 đường Bà Triệu và tập trung vào cửa hàng áo cưới của anh ta tại 269 phố Lê Hoàn, phường Ba Đình, TP Thanh Hóa. Bí mật tiếp cận “mục tiêu” này, lực lượng Công an Hà Nội phát hiện đêm 21-7, có một nam thanh niên đi chiếc xe máy Honda Wave màu đen đến đây xin chủ cửa hàng cho “tá túc” và người khách này chính là Bùi Xuân Toàn. 21h30 đêm 22-7, lực lượng công an đã ập vào cửa hiệu cho thuê áo cưới của Nguyễn Ngọc Hoàn, khống chế và bắt giữ đối tượng Toàn đang ẩn náu tại đây. Toàn khai sau khi gây án, đối tượng này mượn xe máy của một người bạn ở Hà Nội, phóng về TP Thanh Hóa, tìm đến cửa hiệu cho thuê áo cưới của Hoàn xin ở nhờ vài ngày và không nói rõ lý do.
10 giờ sau khi bị lực lượng công an bắt giữ, di lý từ TP Thanh Hóa về Hà Nội, Toàn đã trấn tĩnh lại và khai: Mối tình giữa Toàn với chị Trần Minh Thu đã có từ lâu. Tuy nhiên, do bất đồng quan điểm nên giữa họ thường nảy sinh những mâu thuẫn trong sinh hoạt. Gia đình chị Thu không chấp nhận mối quan hệ giữa Toàn với con gái họ, nên Toàn và Thu thường xuyên xảy ra cãi vã và xô xát với nhau.
Khoảng 1 tuần trước khi xảy ra vụ án mạng trên phố Khâm Thiên, Toàn và chị Thu không gặp nhau. Nhiều lần Toàn liên lạc với chị Thu qua điện thoại, nhưng đều nảy sinh mâu thuẫn dẫn đến cãi nhau trên điện thoại. Tối 20-7, Toàn điện thoại cho chị Thu và được chuyển cuộc hội thoại với một người đàn ông lạ. Người này tỏ ý chê bai, trêu trọc và thách thức, dọa đánh Toàn nếu còn liên lạc với chị Thu. Điều này làm Toàn rất tức tối, nung nấu ý định phải tìm cho ra kẻ được chị Thu giao máy điện thoại để chửi mình. Rạng sáng 21-7, Toàn đến ngõ chợ Khâm Thiên, nơi trước đây đối tượng này thuê địa điểm mở cửa hàng bán giày để chơi và bắt gặp anh Cường chở chị Thu về đến đó trên chiếc xe máy Piaggio Liberty. Toàn đã chặn họ lại gây sự và giữa hai bên xảy ra xô xát dẫn đến vụ án mạng tại trước số nhà 222 phố Khâm Thiên vào lúc 1h30 cùng ngày.
