Ngay sau khi phát hiện thi thể bà Vũ Thị D. (sinh năm 1966, trú tại xã Trường Thịnh, huyện Ứng Hoà, Hà Nội, làm nghề bán sắt thép) tại khu vực bãi rác của thôn Yên Trường, xã Trường Thịnh cơ quan Công an huyện Ứng Hoà cùng Công an TP Hà Nội đã khẩn trương vào cuộc điều tra và xác định nạn nhân tử vong do bị sát hại.
Sau đó, cơ quan công an đã bắt được đối tượng gây án là Phạm Văn Sinh (SN 1980, ngụ tại thôn Yên Trường, xã Trường Thịnh, huyện Ứng Hoà, Hà Nội). Bước đầu tại công an, Sinh đã khai nhận hành vi phạm tội của mình.
Ông Vũ Văn Yên – Trưởng công an xã Trường Thịnh (huyện Ứng Hoà, Hà Nội) cho biết: Phạm Văn Sinh chính là người được bà Vũ Thị D. thuê để đi chạy xe chở vật liệu sắt thép, trước đó hắn ta từng làm đội trưởng đội bảo vệ thôn.
Theo ông Yên vào ngày 22/5, Sinh gọi điện thoại cho bà D. và bảo bà vào nhà lấy tiền hàng.
Khi bà D. di chuyển vào nhà Sinh lấy tiền thì bị mất tích ngay sau đó. Đến sáng 23/5, người nhà thông báo mất tích và trình báo đến cơ quan chức năng.
Sau khi vào cuộc tìm kiếm, cơ quan điều tra trích xuất camera nhiều hộ dân và nhận thấy bà D. di chuyển vào nhà Sinh nhưng không quay trở ra. Qua đấu tranh, Phạm Văn Sinh đã khai nhận hành vi giết người và giấu xác tại bãi đất gần nhà.
Trước đó, vào sáng 25/5, người dân khi đi qua khu vực bãi rác của của thôn Yên Trường (xã Trường Thịnh, huyện Ứng Hoà, Hà Nội) thấy có mùi lạ và nhiều điểm nghi vấn nên đã đi kiểm tra thì phát hiện thi thể một nữ giới đang trong quá trình phân huỷ nên thông báo chính quyền địa phương.
Danh tính nạn nhân sau đó được xác định là bà Vũ Thị D. làm nghề bán sắt thép tại địa phương.