Theo điều tra ban đầu, Giả là đối tượng không nghề nghiệp, tuy đã có vợ con nhưng vẫn không tu chí làm ăn, hay trộm cắp vặt ở địa phương. Khoảng 2h sáng ngày 12/5, Giả đi đến thôn Sâu Chua, xã Sa Pả, đột nhập vào một nhà dân trộm cắp được 3 chiếc điện thoại di động thì bị người dân phát hiện, truy đuổi.
Quá hoảng sợ, đối tượng bỏ chạy theo đường liên thôn từ Sâu Chua về thôn Sa Pả để bỏ trốn. Đến khoảng 4h sáng cùng ngày, khi thấy đối tượng mất hút vào trong một khoảnh rừng, người dân không truy đuổi nữa vì xác định trước sau cũng bắt được tên đạo chích. Tuy nhiên, đến tối 12/5 người dân vẫn chưa thấy bóng dáng Giàng A Giả từ rừng chui ra ngoài.
Cùng thời điểm tối 12/5, vợ chồng anh Châu A Giàng (ở cùng thôn Sâu Chua) lòng dạ như lửa đốt vì con gái họ là cháu Châu Thị T (SN 2006) đi học từ sáng vẫn chưa thấy về nhà. Mọi khi tầm 5-6 giờ chiều là cô con gái lớp 6 của họ đã về học, có mặt ở nhà, giúp cha mẹ nấu cơm và trông em nhỏ. Lo sợ con gái có thể gặp nạn trên đường từ trường về nhà (do địa bàn thôn, xã miền núi rộng, hiểm trở) nên gia đình đã tổ chức đi tìm kiếm. Tuy nhiên, cả bố mẹ, anh em họ hàng tìm gọi, soi đèn pin tưởng như lật tung từng gốc cây, ngọn cỏ mà vẫn không tìm thấy bé gái 12 tuổi.
Đến sáng 13/5, gia đình phát hiện cháu T đã tử vong tại một khoảnh rừng của hộ ông Giàng A Dình thuộc thôn Sa Pả, xã Sa Pả, huyện Sa Pa trong tình trạng hết sức thương tâm: hai tay cháu bị trói đằng trước bằng chính chiếc khăn quàng đỏ, chiếc váy cháu mặc bị lột ra để phủ lên thi thể, cơ thể có nhiều vết thương, trầy xước dấu hiệu của việc bị vật lộn, xâm hại: mặt có vết bầm, cổ có hằn vết bầm tím… Gia đình nghi cái chết của nạn nhân có dấu hiệu bị xâm hại trước khi bị sát hại nên đã trình báo công an.
Nhận tin báo về vụ án mạng, Công an huyện Sa Pa lập tức có mặt tại hiện trường để khám nghiệm, điều tra, thu thập chứng cứ. Bước đầu xác định nạn nhân tử vong do ngạt cơ học (bị bóp cổ), đáng chú ý trước khi tử vong nạn nhân đã bị hiếp dâm.
Xâu chuỗi các lời khai của nhân dân về sự việc chiều tối hôm trước đối tượng trộm cắp Giàng A Giả bị truy đuổi chạy vào khoảnh rừng thuộc thôn Sa Pả lẩn trốn- cũng chính là nơi phát hiện thi thể cháu Châu Thị T bị sát hại, Công an huyện Sa Pa xác định Giàng A Giả chính là nghi can vụ án đặc biệt nghiêm trọng này.
Lập tức, các trinh sát đã tiến hành tiếp cận, vây bắt đối tượng. Đến 12h30 các trinh sát phát hiện Giả đang lẩn trốn tại nhà mẹ vợ ở thôn Chu Lìn I, xã Trung Chải, huyện Sa Pa nên tiến hành bắt giữ, áp giải về cơ quan công an để điều tra làm rõ.
Trước chứng cứ không thể chối cãi, Giàng A Giả khai nhận: mờ sáng 12/5 Giả lén lút đột nhập vào nhà dân trộm cắp 3 chiếc điện thoại thì bị phát hiện, truy đuổi. Đối tượng đã chạy thục mạng vào một cánh rừng ở khu vực thôn Sa Pả, xã Sa Pả lẩn trốn. Khoảng nửa tiếng sau, Giả nhìn thấy cháu Châu Thị T đang trên đường đi học, tình cờ cháu bé vào bìa rừng đi vệ sinh.
Nhận thấy lúc này là sáng sớm rất vắng vẻ nên gã đạo chích nảy sinh ý định xâm hại bé gái. Gã từ bụi cây xông ra ôm giữ cháu bé nhưng nạn nhân vằng ra bỏ chạy. Dục vọng nổi lên, lập tức Giả đuổi theo tóm được cháu bé, dùng vũ lực khống chế nạn nhân để thực hiện hành vi đồi bại.
Sau khi hiếp dâm nạn nhân, lo sợ hành vi phạm tội bị phát giác, đối tượng dùng tay đánh vào mặt và bóp cổ cháu T tử vong rồi dùng chiếc khăn quàng đỏ trói tay cháu bé, dùng váy của nạn nhân phủ lên người và mặt rồi bỏ đi.
Sau đó, Giả lên thị trấn Sa Pa bán 3 chiếc điện thoại di động trộm cắp được lấy tiền tiêu xài. Đến gần trưa 13/5, Giả về nhà mẹ vợ tại thôn Chu Lìn I, xã Trung Chải để trốn thì Công an chờ sẵn, tiến hành bắt giữ.
