Bước đầu tại cơ quan công an Vương Văn Hùng khai nhận chỉ một mình gây án, giết nạn nhân để cướp tài sản. Lực lượng công an đã thu giữ nhiều vật chứng gồm 1 xe máy, thẻ ATM của nạn nhân; 1 giấy đăng ký xe máy, 8 con gà sống, 1 lồng gà và nhiều vật chứng khác có liên quan được đối tượng cất giấu tại nhiều nơi khác nhau.
Trước đó, vào khoảng 18h30 phút ngày 4/2 (tức 30 Tết), con gái bà Trần Thị Hiền, sinh năm 1975 trú tại Đội 5, xã Thanh Hưng, huyện Điện Biên là Cao Mỹ Duyên, sinh năm 1997 (cùng trú tại địa chỉ trên) là sinh viên trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên có sử dụng xe máy biển kiểm soát 27H1 - 7407 chở 13 con gà đi giao cho một người khách lạ tại khu vực C13, phường Thanh Trường, thành phố Điện Biên Phủ. Sau khi Cao Mỹ Duyên đi khoảng 2 tiếng đồng hồ, gia đình đã nhiều lần gọi điện nhưng Duyên không nghe máy, sau đó điện thoại cũng bị tắt nên gia đình đã đến cơ quan công an để trình báo.
Đến 9h sáng 6/2 (tức mùng 2 Tết) người dân phát hiện chiếc xe máy mà Cao Mỹ Duyên dùng để chở gà tại khu vực Đội 18, xã Noong Luống, huyện Điện Biên nên trình báo cho cơ quan chức năng.
Đến 10h30 ngày 7/2 (tức mùng 3 Tết) qua trình báo của quần chúng nhân dân, cơ quan chức năng tiếp tục phát hiện thi thể nạn nhân Cao Mỹ Duyên tại ngôi nhà hoang trước cổng Công ty Công trình giao thông thuộc khu vực Đội 11, xã Thanh Nưa, huyện Điện Biên. Qua khám nghiệm hiện trường, khám nghiệm tử thi cơ quan Công an xác định nạn nhân Cao Mỹ Duyên bị chết do bị siết cổ.
Xác định đây là vụ án đặc biệt nghiêm trọng, Công an tỉnh Điện Biên đã xác lập chuyên án 219D, tập trung tối đa lực lượng phối hợp với Cục Cảnh sát hình sự, Cục Kỹ thuật nghiệp vụ, Viện Khoa học hình sự Bộ Công an sử dụng đồng bộ các biện pháp nghiệp vụ khẩn trương tiến hành điều tra làm rõ.
Đến ngày 10/2, Công an tỉnh Điện Biên tiến hành bắt giữ đối tượng Vương Văn Hùng, sinh năm 1984, trú tại khối Tân Thủy, huyện Tuần Giáo, tỉnh Điện Biên. Vương Văn Hùng là đối tượng đã 4 lần vi phạm pháp luật, có 3 tiền án, hiện không có nhà mà sống lang thang ở thành phố Điện Biên Phủ và huyện Điện Biên.
Theo cơ quan Công an, bước đầu Vương Văn Hùng chỉ khai nhận, ngày 4/2 (30 Tết Kỷ Hợi), đối tượng ra chợ Mường Thanh, phường Mường Thanh, thành phố Điện Biên Phủ, thấy Cao Mỹ Duyên phụ giúp người thân bán gà nên vờ hỏi mua, xin số điện thoại để liên lạc. Sau khi yêu cầu Cao Mỹ Duyên chuyển gà đến một địa chỉ tại phường Thanh Trường, thì Hùng lại chỉ điểm khác, sau đó khống chế và giết nạn nhân. Tuy nhiên theo cơ quan điều tra hiện lời khai này vẫn chưa đồng nhất bởi trước đó nhiều thông tin cho rằng Hùng có đồng phạm đến 4 người.
Qua công tác đấu tranh mở rộng vụ án, ngày 11/2, cơ quan Cảnh sát điều tra tiến hành khám xét khẩn cấp căn nhà của Vương Văn Nghĩa và Phạm Thị Hoa là nhà cậu mợ ruột của đối tượng Vương Văn Hùng tại đội 16, xã Noong Hẹt, huyện Điện Biên. Đây là nơi đối tượng Vương Văn Hùng cư trú từ ngày 2/2 cho đến khi bị bắt. Qua khám xét phát hiện chiếc điện thoại của nạn nhân Cao Mỹ Duyên và 1 sim điện thoại mà đối tượng Hùng đã sử dụng để liên lạc với nạn nhân yêu cầu giao gà vào chiều 30 Tết.
Tuy nhiên, do lời khai của đối tượng vẫn còn nhiều thông tin chưa đồng nhất nên Công an tỉnh Điện Biên đã tạm giữ cậu, mợ nghi phạm là Vương Văn Nghĩa và Phạm Thị Hoa để tiến hành phục vụ công tác điều tra.
