Trong tâm trạng hoảng loạn, anh Nguyễn Bá Ngọc nhớ lại: 19h45' ngày 2/8, như thường lệ anh Ngọc cùng gia đình quây quần bên mâm cơm gia đình… Tiếng xe máy bất ngờ vang lên trước cửa, trong khi anh Ngọc và những người thân chưa kịp hiểu chuyện gì đang xảy ra thì một đối tượng bất ngờ dùng súng bắn vào người. Trong 2 viên đạn, có một viên đã găm vào bắp tay bên phải của anh… Sau khi gây án, đối tượng mang theo súng tẩu thoát khỏi hiện trường. Anh Ngọc sau đó được người thân trong gia đình đưa đến cấp cứu tại Bệnh viện Đa khoa tỉnh Hải Dương.
Tiến hành rà soát, các trinh sát thấy nổi lên mâu thuẫn của đối tượng Hoàng Văn Long (23 tuổi, trú tại phường Cộng Hòa, thị xã Chí Linh) với Đinh Hồng Phương (20 tuổi, ở số nhà 370, Thái Học 3, phường Sao Đỏ). Trước đó, vào ngày 6/6, Long cùng đồng bọn đánh gây thương tích cho anh Phương (Phương là cháu họ của anh Trương Văn Chi, 49 tuổi, trú tại số 5, đường Thống Nhất, phường Sao Đỏ, thị xã Chí Linh) rồi bỏ trốn.
Sau khi sự việc xảy ra, anh Phương cùng Trương Ngọc Khánh là con anh Chi đến nhà tìm Long và đe dọa đánh ông Hoàng Văn Luận (bố đẻ của Long)… Rất có thể vì sự việc trên, Phương và đồng bọn cho rằng anh Chi là người tổ chức bố trí cho người thực hiện việc đó, nên Long nảy sinh ý định giết anh Chi để trả thù nhưng đã bắn nhầm vào anh Ngọc.
Căn cứ vào đặc điểm nhận dạng do người bị hại miêu tả và lời khai của các nhân chứng, bằng các biện pháp nghiệp vụ Phòng PC45 Công an tỉnh Hải Dương và Công an thị xã Chí Linh xác định đối tượng gây án là Long. 16h ngày 3/8, ông Hoàng Văn Luận đã dẫn Hoàng Văn Long và Dương Đại Vương đến cơ quan Công an đầu thú. Tại cơ quan điều tra, Long đã giao nộp súng trong ổ đạn còn hai viên đạn và vỏ đạn dùng để bắn anh Ngọc và khai nhận toàn bộ hành vi phạm tội.
Khoảng cuối tháng 7/2013, Long lên Cửa khẩu Lạng Sơn mua một khẩu súng ngắn, dạng súng Colt xoay và 6 viên đạn với giá bảy triệu đồng để bắn anh Chi trả thù. Khi đi đến trước cửa nhà anh Ngọc, Long nhìn thấy phía trong nhà có anh Ngọc đang ngồi ăn cơm cùng gia đình (anh Ngọc có nhiều điểm giống anh Chi), do đó Long cho rằng anh Ngọc là anh Chi nên Long bảo Vương dừng xe lại. Long xuống xe đứng ở dưới lòng đường phía trước cửa nhà anh Ngọc rồi chĩa thẳng nòng súng vào người anh Ngọc bắn một phát nhưng không trúng. Long bắn tiếp phát thứ 2 trúng vào bắp tay bên phải anh Ngọc. Thấy anh Ngọc bị bắn, chị Đinh Thị Cúc, là vợ anh Ngọc chạy ra đóng cửa kính, thì Long bắn tiếp 1 phát về phía cửa nhà anh Ngọc.
Căn cứ kết quả điều tra, tài liệu chứng cứ đã thu thập được, Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Hải Dương ra quyết định khởi tố Long về tội giết người; Vương về hành vi che giấu tội phạm