Theo kết luận, 21 giờ ngày 6-4, Lý đi ngang nhà BS Thúy tại thị trấn Đức Tài, huyện Đức Linh thì thấy nhà khóa cổng ở bên trong, cửa trong nhà mở, đèn sáng và trong nhà không có ai. Do nhà ở sát vách nên Lý biết hai con BS Thúy đều là bác sĩ đang công tác tại TP.HCM.
Biết BS Thúy là người có của ăn của để, có xe hơi nên Lý nảy sinh ý định đột nhập vào trộm tài sản. Lập tức, Lý về nhà leo hàng rào qua nhà BS Thúy rồi đi theo đường bên hông trái nhà thì bị chủ nhà phát hiện. Biết là kẻ gian, BS Thúy định chạy lên nhà trên tri hô thì Lý đuổi theo và nhặt cục đá hoa cương để ở tường rào đánh vào vùng thái dương làm nạn nhân bị choáng.
Sau đó, Lý dùng tay phải kẹp cổ, tay trái bịt miệng kéo BS Thúy ra nhà bếp. Khi nạn nhân phát hiện kẻ gian là người cạnh nhà, gặp mặt hằng ngày, nạn nhân đã van xin tha mạng nhưng Lý lần lượt lấy dao, kéo trên kệ bếp chém vào vùng đầu, mặt, vai… cho đến khi nạn nhân tử vong tại chỗ. Lý còn bình tĩnh vào nhà tắm rửa tay chân dính máu, lấy hai ĐTDĐ rồi leo qua hàng rào về lại nhà mình.
Kết quả khám nghiệm tử thi cho thấy BS Thúy đã bị đâm đến 52 nhát dao.
Để phi tang dấu vết, Lý cho bộ quần áo dính máu vào thùng xốp để trên gác và cất một điện thoại cướp được vào tủ, riêng chiếc điện thoại còn lại Lý cầm lên phòng ngủ. Tuy nhiên, do bị ám ảnh, sợ hãi không ngủ được nên Lý lấy chiếc điện thoại Lenovo (có số thuê bao của BS Thúy) gọi điện thoại cho bốn người bạn gái quen trên mạng kể lại là Lý đã giết người nhưng không nói rõ giết ai, ở đâu nên những người bạn của Lý đều không tin.
Đến trưa 7-4, Lý nhờ bạn là H. chở đến một cửa hàng ĐTDĐ tại thị trấn Đức Tài bán chiếc điện thoại Lenovo với giá 1 triệu đồng. Chiều cùng ngày, chủ tiệm điện thoại kiểm tra trong điện thoại thì phát hiện tin nhắn có nội dung “Anh đã lỡ giết người” nên đã giao nộp điện thoại này cho công an.
Cơ quan điều tra phát hiện từ 23 giờ đến 24 giờ ngày 6-4, số máy này liên tục nhắn tin vào máy của một cô gái tên N. (ngụ TP Bảo Lộc, Lâm Đồng) với nội dung “Anh đã giết người”.
Lập tức, tổ trinh sát lên đường đi Bảo Lộc. Qua xác minh, N. cho biết cách đây hai tháng có quen trên mạng một thanh niên xưng tên là Pi. N. không biết họ tên, địa chỉ cụ thể của Pi và cũng chưa gặp mặt lần nào.
Bằng các biện pháp nghiệp vụ, cảnh sát điều tra đã tìm ra người tên Pi không ai khác là Phạm Văn Lý. Khi bị công an triệu tập lên làm việc, Lý đã khai nhận toàn bộ hành vi phạm tội của mình.
