Theo hồ sơ vụ án, ngày 4/7/2016, Công an TP. Hà Tĩnh nhận được tin báo từ phía Hội đồng thi THPT quốc gia cụm Hà Tĩnh về việc giám thị Phạm Thị Oanh (23 tuổi, quê Hà Nam, sinh viên năm cuối Đại học Sư phạm Huế) bị mất tích. Oanh đến Hà Tĩnh làm giám thị coi thi THPT Quốc gia
Điều tra cho thấy tối 3/7/2016, Tiến lái xe taxi chở Phạm Thị Oanh tới một nhà thờ ở xã Thạch Hạ (TP Hà Tĩnh). Sau đó, Oanh thị tiếp tục yêu cầu Tiến chở ghé thăm nhà một nam sinh ở cách đó khoảng 500m.
Dọc đường về, Tiến đã chở nữ sinh Oanh đi vòng ra một cánh đồng vắng phía sau xã Thạch Trung (huyện Thạch Hà) sát hại nạn nhân lấy 250.000 đồng và một số tài sản khác. Sau đó Tiến chở xác nạn nhân bỏ xuống chan cầu Sú (Thạch Hà). Kết quả khám nghiệm tử thi cho biết nguyên nhân dẫn đến tử vong của chị Oanh là do ngạt nước.
Sáng 5/7/2016, Tiến bị bắt khi đang đậu xe ở một trung tâm thương mại ở TP Hà Tĩnh.
Trong quá trình điều tra, cơ quan công an phát hiện ngày 2/6/2016, Tiến điều khiển taxi chở 1 bé gái từ TP Hà Tĩnh về xã Thạch Khê (Thạch Hà). Trên quãng đường chạy lòng vòng, Tiến đã thực hiện hành vi dâm ô với bé gái và bị bé gái phản ứng dữ dội. Về hành vi này, Tiến bị truy tố Tiến thêm tội Dâm ô trẻ em.
Trước đó, tại phiên sơ thẩm, HĐXX tuyên Nguyễn Văn Tiến tử hình về tội Giết người, 4 năm về tội Cướp tài sản, 18 tháng tù tội Dâm ô trẻ em. Tổng mức hình phạt bị cáo lĩnh là tử hình. Cho rằng bản án quá nặng, Tiến kháng cáo xin được giảm án.
Tại phiên xử phúc thẩm, Tòa xác định, hành vi của Tiến là mất nhân tính, cần phải cách ly vĩnh viễn khỏi đời sống xã hội và giữ nguyên mức án tử hình như đã tuyên ở phiên sơ thẩm đối với 3 tội danh Giết người, Cướp tài sản và Dâm ô trẻ em.