Vụ án kinh hoàng được khám phá vào sáng 24/4 , tại khu vực bãi rác làng Tân Mỹ (phường Mỹ Đình 1, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội). Vào thời điểm trên, Công an quận Nam Từ Liêm nhận được tin báo của chị Trần Thị Thủy, là người làm nghề thu nhặt rác về việc phát hiện một phần chân người đang trong giai đoạn phân hủy tại mương nước cạnh đường Đỗ Xuân Hợp, phường Mỹ Đình 1, Nam Từ Liêm.
Qua khám nghiệm pháp y ban đầu xác định nạn nhân là nam giới đã chết lâu ngày, xác nạn nhân được nhét trong bao tải, phần xương đầu gối nhô lên mặt nước có bị cháy do người dân đốt rác. Về thương tích của nạn nhân có nhiều vết thương ở vùng đầu. Các dấu tích để nhận dạng gần như không còn. Nghi vấn đây là anh Vũ Thanh Tuấn, Công an quận Nam Từ Liêm đã đề nghị gia đình đến để xác định nhận dạng. Ngay sau khi nhận được thông tin, Công an quận đã báo cáo Công an TP Hà Nội cùng lực lượng chức năng tiến hành bảo vệ hiện trường, khám nghiệm tử thi, điều tra làm rõ nguyên nhân.
Sau một ngày phát hiện vụ án, bằng các biện pháp nghiệm vụ, đến ngày 25/4, Phòng Cảnh sát hình sự phối hợp với Công an quận Nam Từ Liêm đã làm rõ và bắt giữ đối tượng Chử Tuấn Sơn khi đối tượng đang lẩn trốn trong Bình Dương.
Tại cơ quan công an, bước đầu Sơn khai nhận, qua các mối quan hệ hắn ta quen anh Vũ Thanh Tuấn và biết nạn nhân có cho vay tiền “bốc bát họ”. Trước đây, Sơn đã từng vay tiền của anh Tuấn, do đang cần tiền trả nợ nên Sơn đã gọi điện mời Tuấn đến nhà mình và dự định sẽ vay tiền Tuấn.
Vào chiều 9/4, anh Tuấn đi xe máy SH đến nhà Sơn. Tại đây, Sơn đề nghị Tuấn cho mình vay 20 triệu đồng nhưng Tuấn không cho vay nên hai bên lời qua tiếng lại. Trong lúc anh Tuấn đang ngồi hút thuốc lào thì Sơn đi ra phía sau Tuấn, nhặt một viên gạch đập liên tiếp vào đầu, vào gáy Tuấn. Bị đánh, Tuấn chạy ra ngoài kêu cứu nhưng bị Sơn đuổi kịp, dùng gạch đập liên tiếp cho tới khi nạn nhân tử vong. Sau khi gây án, Sơn đã vứt xác của nạn nhân ra khu vực nêu trên.
Sáng 10/4, Sơn mang sợi dây chuyền cướp được của nạn nhân đến hiệu vàng bán được hơn 4 triệu đồng, sau đó đối tượng bỏ trốn vào Bình Dương cho đến ngày bị bắt giữ.
