Danh tính các đối tượng bao gồm: Lê Ngọc Sơn (SN 1993, quê Kim Động, Hưng Yên), Cao Văn Quân (SN 1999, quê Tam Nông, Phú Thọ), Đặng Vương Đắc Linh (SN 2000, quê Phú Thọ) Lê Đình Nam (SN 1991, quê Quảng Ninh) và Nguyễn Phụ Bách (SN 1996, trú ở xã Dương Xá, Gia Lâm).
Theo điều tra, khoảng 17h30 ngày 11/1, Nguyễn Đình Thành (SN 1991, trú tại quận Hoàng Mai), cùng Lê Đình Nam (SN 1991, quê quán Quảng Ninh), Lê Mạnh Toàn (SN 1988, quê quán Bắc Giang) đến chơi game tại 1 quán ở thị trấn Trâu Quỳ. Tại đây, giữa Thành và Cao Văn Quân nảy sinh mâu thuẫn, dẫn đến thách đố đánh nhau. Trước sự việc này, thay vì can ngăn, Nam đã chạy vào trong quán cùng Thành tìm hung khí để thị uy. Thấy vậy, Cao Văn Quân được sự trợ giúp của Lê Ngọc Sơn, cũng cầm hung khí đánh lại.
Cùng thời điểm ấy, Lê Ngọc Sơn bắn tín hiệu để bạn là Đặng Vương Đắc Linh (SN 2000, quê Phú Thọ) chạy về phòng trọ của Quân ở khu Cửu Việt, thị trấn Trâu Quỳ lấy súng. Có súng trong tay, Sơn đã chĩa thẳng vào vùng ngực của Nguyễn Đình Thành bóp cò. Bị trúng đạn, Thành bỏ chạy được vài mét thì gục ngã, sau đó tử vong. Tiếp nhận thông tin vụ việc và khẩn trương tổ chức điều tra, chiều tối 13/1, Cảnh sát đã truy xét, bắt giữ Lê Ngọc Sơn và Cao Văn Quân, thu giữ 1 khẩu súng tự chế.
Theo lời khai của các đối tượng, sau khi vụ việc xảy ra chúng đã bàn nhau cử người quay lại hiện trường để xóa dấu vết, hủy bỏ dữ liệu camera ghi lại. Nhưng với những tài liệu, chứng cứ thu thập, Cơ quan điều tra đã có đủ căn cứ để tạm giữ hình sự Lê Ngọc Sơn và Đặng Vương Đắc Linh về hành vi giết người; tạm giữ hình sự Cao Văn Quân và Lê Đình Nam về hành vi gây rối trật tự công cộng và tạm giữ Nguyễn Phụ Bách về hành vi che giấu tội phạm. Bách chính là kẻ giật camera ở hiện trường vụ án nhằm gây khó khăn, cản trở Cơ quan Công an trong quá trình điều tra.
Khám xét nơi ở của các đối tượng liên quan đến vụ án, công an thu giữ 8 tuýp sắt, 1 dao tự chế dạng đao cùng nhiều tang vật liên quan. Hiện vụ án đang điều tra mở rộng.
