Năm 2010, khi Nguyễn Thị Mỹ N. (trú tại phường Diên Hồng, TP Pleiku, Gia Lai) mới lên tuổi 13, còn đang là học sinh THCS thì Sơn đã gạ gẫm tình cảm yêu đương. Khi gia đình phát hiện Nguyễn Thị Mỹ N. có quan hệ tình cảm đặc biệt với Sơn thì chuyện đã vỡ lở gần một năm.
Mặc dù gia đình ngăn cấm nhưng đôi bạn tình trẻ con này vẫn thường xuyên hẹn hò gặp nhau ở những nơi vắng và nhiều lần quan hệ với nhau như vợ chồng...
Cáo trạng của Viện Kiểm sát nhân dân tỉnh Gia Lai đã truy tố Phạm Hoàng Sơn về tội: "Hiếp dâm trẻ em" theo quy định tại khoản 4 Điều 112 Bộ luật Hình sự.
Mặc dù việc giao cấu là trên cơ sở tự nguyện nhưng tại thời điểm Phạm Hoàng Sơn quan hệ Nguyễn Thị Mỹ N. chưa đủ 13 tuổi. Tại 2 phiên tòa xét xử sơ thẩm và phúc thẩm đều tuyên phạt bị cáo Phạm Hoàng Sơn 12 năm tù về tội "Hiếp dâm trẻ em"