Kết quả điều tra bước đầu, Đức khai được một người thuê giết bà H. đang kinh doanh tại chợ Vĩnh An. Chiều ngày 27/8, sau khi đâm bà H., Đức đã chạy ra phía ngoài chợ cướp tiền của bà P..
Trên đường bỏ chạy, Đức bị ngã xe nên bị trầy xước chân, tay. Khi Đức ghé vào quầy thuốc Phương Nhàn (đường 767, khu phố 6, thị trấn Vĩnh An, huyện Vĩnh Cửu) của chị Phạm Thanh Nhàn (SN 1993) nhờ băng bó vết thương và mua thuốc thì chị Nhàn yêu cầu Đức đến Trung tâm y tế huyện Vĩnh Cửu chữa vết thương.
Trong lúc lời qua tiếng lại, Đức đã rút dao đâm chị Nhàn, làm nạn nhân tử vong. Thấy bố chồng chị này là ông Đào Xuân Kiên (SN 1964) chạy đến, Đức tiếp tục dùng dao đâm ông Kiên bị thương rồi lấy xe máy chạy về nhà trốn.
Qua điều tra, công an huyện Vĩnh Cửu đã xác định Đức là kẻ gây án và thực hiện bắt khẩn cấp.
Tiến hành khám xét khẩn cấp nơi ở của Đức, lực lượng công an phát hiện chiếc xe máy và mũ bảo hiểm tại nhà Đức có đặc điểm giống như chiếc xe và mũ bảo hiểm đối tượng gây án đã sử dụng, cùng bộ quần áo còn dính máu Đức cất giấu trong phòng.
Theo thông tin ban đầu, Nguyễn Trọng Đức là đối tượng vừa vừa mãn hạn tù về tội Cố ý gây thương tích.