Qua quá trình điều tra, Vân và Dương khai nhận, có quen biết với Nguyễn Danh Thứ ở phố Phượng Đình 2, phường Tào Xuyên, TP Thanh Hóa từ trước đó. Đến giữa tháng 1/2016, Thứ gọi điện cho Vân, Dương nhờ mua giúp 1 bánh heroin vì biết trước đó Dương đã chịu án 6 năm tù về tội mua bán trái phép chất ma túy nên sẽ có mối để mua hàng.
Chiều 25/1/2016 tại thị trấn Diễn Châu, huyện Diễn Châu, Thứ gặp Vân và giao 180 triệu đồng, sau đó Vân đi xe máy vào nhà Dương và giao lại cho Dương 172 triệu đồng để mua ma túy.
Khoảng 22h ngày 31/1/2016, Dương đi xe máy vào khu vực chợ Mới thuộc Bản Vẽ huyện Tương Dương để mua hàng.
Dương gặp người đàn ông tên Bớ và mua của người này 1 bánh heroin với giá 132 triệu đồng, 3 cây heroin với giá 38 triệu đồng để về bán lẻ.
Sau đó Bớ còn cho Dương thêm 7 viên ma túy tổng hợp. Nhận xong hàng, Dương chạy xe máy về nhà lúc rạng sáng và giao cho Vân 1 bánh heroin như thỏa thuận trước đó.
Giấu bánh heroin trong người, Vân điều khiển xe máy về xuôi, khi đến địa phận xã Cẩm Sơn (huyện Anh Sơn), Vân bị lực lượng phòng chống tội phạm ma túy Công an tỉnh Nghệ An phát hiện, bắt quả tang.
Từ lời khai của Vân, cơ quan điều tra thực hiện khám xét nhà và bắt khẩn cấp Nguyễn Ngọc Dương.
Sau khi xem xét cáo trạng, và các tình tiết đối với hai bị cáo, HĐXX đã tuyên phạt Nguyễn Ngọc Dương 19 năm tù, Hoàng Đình Vân 16 năm tù.