Trước đó, các trinh sát Phòng CSĐT tội phạm về TTXH - Công an tỉnh Thái Bình đã phát hiện được những dấu hiệu nghi vấn về một đường dây buôn bán phụ nữ và trẻ em do Dũng cầm đầu.
Y hay bắt quen, la cà với một số cô gái trẻ, xinh đẹp nhưng ham chơi. Sau khi đi chơi với Dũng và đồng bọn của gã, các cô gái này lần lượt biến mất một cách bí ẩn.
Với các tài liệu thu thập được, Phòng CSĐT tội phạm về TTXH - Công an tỉnh Thái Bình đã tổ chức điều tra và xác định Dũng chính là đối tượng cầm đầu đường dây mua bán người xuyên quốc gia.
Lực lượng nghiệp vụ của Công an tỉnh Thái Bình đã bí mật tiếp cận, bám sát các đối tượng nghi vấn có quan hệ mật thiết với “trùm buôn người” và phát hiện nhiều đối tượng là “chân rết” của Dũng.
Trong đó có Nguyễn Tuấn Anh, sinh năm 1996; Đặng Thị Mai, sinh năm 1994; Nguyễn Thành Đạt, sinh năm 1994; Nguyễn Thị Vân Anh, sinh năm 1999 và Vũ Hoàng Hùng, sinh năm 1998, đều trú tại tỉnh Thái Bình
Cũng tại thời điểm đang tập trung rà soát, lần theo manh mối các nghi can với những cô gái nghi bị bọn Dũng lừa bán thì đầu tháng 8-2014, các trinh sát nhận được thông tin chị Nguyễn Thanh Hoa (18 tuổi, quê ở huyện Đông Hưng, Thái Bình) mất tích trong một lần đi chơi cùng bọn Dũng.
Cho đến đầu tháng 9-2014, gia đình Hoa bất ngờ nhận được điện thoại của cô từ bên Trung Quốc cho biết cô đang bị giam giữ tại một khu chung cư thuộc tỉnh Quảng Đông. Hoa chỉ có thể thông báo ngắn gọn, nhờ gia đình tìm đến công an để được giải cứu.
Đến ngày 10-9-2014, gia đình và cơ quan công an nhận được điện thoại của Hoa báo tin cô và một cô gái khác cũng bị lừa bán vào động mại dâm đã trốn được về khu vực giáp với biên giới Việt Nam. Ngay sau đó, các trinh sát có mặt tại Móng Cái để cùng gia đình đón Hoa với bạn cô trở về.
Theo lời khai của Hoa, cô quen Nguyễn Thị Vân Anh qua mạng Internet. Ngày 3-8-2014, thiếu nữ cùng với bạn là Trần Thị Na, 16 tuổi, từ quê lên TP Thái Bình, được Vân Anh và đồng bọn bố trí cho đi ăn chơi, mua sắm quần áo, hát hò, sau đó rủ sang Trung Quốc tìm việc làm.
Tại Trung Quốc, họ bán hai cô vào động chứa, làm gái bán dâm, phục vụ khách từ sáng sớm đến tối mịt.
Sau đó, chúng bán lại Hoa cho một người đàn ông Trung Quốc để làm vợ. Thời gian sau đó, Hoa lại bị bán về động mại dâm mới.
Ngoài việc phục vụ cho khách làng chơi, Hoa và các cô gái còn phải phục vụ cho đám bảo kê chuyên canh giữ các cô. Chỉ khoảng một tháng nơi đất khách quê người, Hoa đã bị bán qua tay khoảng 5 lần “chủ”.
Đến ngày 10-9-2014, hai tên canh giữ thấy Hoa và cô bạn quê Phú Thọ đi bán dâm về, mệt mỏi nên chúng đã lơ là, đi ngủ và vứt chìa khóa cửa bên cạnh.
Rón rén trở dậy, 2 cô gái đã mở cửa trốn ra bên ngoài. Do đã cất giấu được ít tiền từ trước, hai cô gái đã mua sim điện thoại, gọi về Việt Nam cho người dì họ ở Móng Cái. Người dì này đã cùng Công an Việt Nam hướng dẫn các nạn nhân chạy thật xa về phía biên giới Việt Nam.
Từ lời khai của Hoa, cơ quan Công an đã xác định được 7 nghi can trong đường dây do Dũng cầm đầu đã gây ra vụ lừa bán Hoa và Na. Cùng bị lừa trong chuyến này với 2 cô gái còn có Trần Thị Mai, 22 tuổi, trú tại huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình. Mai là "con mồi" bị Nguyễn Tuấn Anh lừa qua mạng.
Từ các lời khai của nạn nhân cũng như trên cơ sở tài liệu chứng cứ thu thập được, các trinh sát Phòng CSĐT tội phạm về TTXH - Công an tỉnh Thái Bình đã lần lượt bắt giữ các đối tượng Nguyễn Tuấn Anh, Đặng Thị Mai, Nguyễn Thành Đạt, Nguyễn Thị Vân Anh, Vũ Hoàng Hùng.
Khi đồng bọn bị bắt giữ, Trần Văn Dũng đã trốn sang Trung Quốc và bị Cơ quan CSĐT - Bộ Công an phát lệnh truy nã đặc biệt nguy hiểm về hành vi mua bán người.
Ngay sau khi có thông tin về đối tượng truy nã, Công an tỉnh Lạng Sơn đã tổ chức trao đổi thông tin liên quan đến hoạt động tội phạm của Trần Văn Dũng với Công an Trung Quốc. Sáng 29-10-2014, Trần Văn Dũng đã bị lực lượng Công an Trung Quốc phát hiện, bắt giữ khi đang ẩn náu tại khu vực giáp biên giới.
Ngay sau đó, các cơ quan chức năng đã tiến hành thủ tục trao đổi với cảnh sát nước bạn để dẫn giải đối tượng Dũng về Việt Nam, điều tra xử lý làm rõ theo quy định của pháp luật.