Theo kết quả điều tra ban đầu, Lê Văn Tài và chị N.T.K.T (33 tuổi, ngụ xã Thạnh Phú, huyện Cầu Kè) có quan hệ tình cảm yêu đương và sống chung như vợ chồng. Tài đã ly hôn vợ, còn chị T đã ly thân chồng và có một đứa con riêng.
Lê Văn Tài tại cơ quan Công an.
Thời gian gần đây, Tài phát hiện chị T có người yêu khác và định chia tay nhưng Tài không đồng ý.
Để hàn gắn tình cảm, Tài nhắn tin hẹn chị T đến một nhà trọ (ấp Trà Ốp, xã Tân An, huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh) để tâm sự.
Sáng 4/9, Tài mang theo 3 bịch thuốc diệt chuột và một sợi dây dù đến phòng trọ như đã hẹn.
Sau thời gian tâm sự, mặc dù Tài ra sức thuyết phục nhưng chị T vẫn quyết định chia tay. Nảy sinh ý định giết chị T rồi tự tử, Tài dùng dây dù chuẩn bị sẵn siết cổ nạn nhân cho đến chết.
Tài uống thuốc diệt chuột để tự tử, nhưng bị nôn mửa mà không chết. Tài điều khiển xe mô tô đi mua một chai thuốc trừ sâu đem về phòng trọ uống với ý định tự tử tiếp nhưng không thành.
Sau đó, Tài lấy 1 sợi dây chuyền, 1 chiếc lắc, 1 nhẫn vàng của nạn nhân đem đến khu vực chợ Hựu Thành (huyện Trà Ôn, tỉnh Vĩnh Long) bán với giá 31 triệu đồng rồi bỏ trốn .
Số thuốc Tài dùng tự tử nhưng không thành và sợi dây dù Tài dùng để siết cổ nạn nhân.
Đến khoảng 16 giờ ngày 5/9, thấy phòng trọ đóng cửa cả ngày và có dấu hiệu bất thường, chủ nhà trọ dùng chìa khóa dự phòng để mở cửa thì phát hiện chị T đã tử vong trên giường với nhiều vết hằn ở cổ và trình báo cơ quan Công an.
Bằng các biện pháp nghiệp vụ, chiều 6/9, lực lượng Cảnh sát hình sự Công an tỉnh Trà Vinh phối hợp Công an huyện Càng Long phát hiện Lê Văn Tài đang lẩn trốn ở ấp Bình Thạnh, xã Bình Phú, thành phố Bến Tre, tỉnh Bến Tre nên tiến hành khống chế, bắt giữ.
Tại cơ quan Công an, bước đầu Lê Văn Tài đã thừa nhận toàn bộ hành vi phạm tội của mình.