Vụ án bắt đầu từ đơn trình báo của chị Nguyễn Thị O., trú tại Hà Nội về việc con gái chị là Đỗ Hoàng N. (SN 1998, trú tại huyện Từ Liêm) bị xâm hại tình dục. Quá trình xác minh, Đội CSĐT tội phạm về TTXH Công an huyện Từ Liêm đã làm rõ toàn bộ vụ án: Được biết, Đỗ Hoàng N. sinh ra trong một gia đình không hoàn thiện. Từ nhỏ N. và em của N. đã không biết mặt cha. Mải miết kiếm sống, mẹ N. ít có thời gian để ý đến N. N. bỏ học từ rất sớm, thường xuyên đàn đúm với đám bạn bè xấu, sống buông thả.
Trong những lần dạt nhà, N. đã nhiều lần sử dụng ma túy đá, cụ thể là khi bị Cơ quan CSĐT Công an huyện Từ Liêm đưa về trụ sở, N. vẫn còn đang phê đá. Lần gần đây nhất vào giữa năm 2010, N. bỏ nhà đi mấy tháng không trở về.
Qua tìm hiểu, mẹ N. biết N. đang sống tại nhà của Vũ Bằng Năng (cũng trú tại huyện Từ Liêm, Hà Nội). Bố và mẹ Năng đều đang thụ án về hành vi mua bán trái phép chất ma túy nên căn nhà của Năng trở thành nơi tụ tập của đám thanh niên choai choai, dạt nhà bỏ đi lang thang, trong nhóm đối tượng này có Tuấn.
Sau đó, N. và Tuấn đã 2 lần quan hệ với nhau, một lần là tại một nhà nghỉ trên đường Mai Dịch; lần thứ hai là tại nhà của Năng.
Trong quá trình đi tìm con, chị O. phát hiện nơi con gái tá túc trong thời gian qua có rất nhiều đàn ông cùng sinh sống nên đã tra hỏi N. về các mối quan hệ của N., sau đó đến cơ quan Công an trình báo