Trước đó, khoảng 3h30 ngày 8/10, Công an phường Trung Văn, quận Nam Từ Liêm nhận đơn trình báo của anh T.V.D, sinh viên Đại học Thể dục thể thao Từ Sơn về việc bị 4 đối tượng đi 2 xe máy cầm dao chém và xông vào đánh rồi cướp 1 xe máy nhãn hiệu Honda Wave Anpha màu xanh BKS: 26B2 - 867.xx trên đường Tố Hữu, đoạn trước cửa tòa chung cư Bắc Hà, ở số 17 đường Tố Hữu, phường Trung Văn.
Ngay sau khi tiếp nhận tin báo, Công an quận Nam Từ Liêm đã tổ chức lực lượng phối hợp với Phòng Cảnh sát hình sự Công an TP Hà Nội tổ chức điều tra truy xét.
Đến 10h30 ngày 9/10, lực lượng Công an đã xác định danh tính nhóm đối tượng gây án gồm: Trần Duy Khang (SN 2005) trú tại phường Láng Thượng, quận Đống Đa và Nguyễn Duy Khánh (SN 2006) trú tại phường Thượng Đình, quận Thanh Xuân, Hà Nội; Hà Sỹ T (SN 2008) và Trần Gia K (SN 2008) cùng trú tại xã Hồng Vân, huyện Thường Tín, Hà Nội và kịp thời bắt giữ, thu tang vật, đưa nhóm cướp về trụ sở Công an quận Nam Từ Liêm để điều tra xử lý. Trong đó, Trần Duy Khang và Trần Gia K là anh em ruột.
Các đối tượng khai nhận: Do bỏ nhà đi lang thang, thích chơi bời lêu lổng nên đã nảy sinh ý định cướp tài sản của người đi đường vào ban đêm để lấy tiền tiêu xài. Tối 7/10, các đối tượng Trần Duy Khang, Nguyễn Duy Khánh, Hà Sỹ T và Trần Gia K đã hẹn nhau đến khu vực đường Trần Phú, quận Hà Đông, Hà Nội bàn nhau mang theo 2 dao nhọn đi trên các tuyến phố nội đô để cướp tài sản. Nhóm này thống nhất với nhau, nếu cướp được xe có giấy tờ thì để sử dụng làm phương tiện đi lại; còn cướp được xe không có giấy tờ, điện thoại, thì đem bán chia nhau tiền; nếu cướp được tiền thì chia nhau chi tiêu cá nhân.
Để tránh sự phát hiện của lực lượng chức năng và bị hại, các đối tượng đã sử dụng xe máy che BKS. Khi phát hiện “con mồi” điều khiển xe trên các tuyến đường vắng, đối tượng cầm lái điều khiển xe áp sát từ phía sau, để đối tượng ngồi sau dùng dao chém vào bị hại. Sau đó, đạp đổ xe và khống chế nạn nhân và cướp xe máy, tiền, điện thoại. Sau đó, chạy xe với tốc độ cao, vòng vèo qua nhiều tuyến phố để cắt đuôi tránh bị phát hiện trước khi quay trở về khu trọ của Nguyễn Duy Khánh. Tuy nhiên, cả nhóm này đã nhanh chóng bị bắt khi đang ở khu nhà trọ này, chiếc xe máy cướp được của anh D vẫn chưa kịp mang đi tiêu thụ.
Đấu tranh mở rộng, các đối tượng khai trước khi gây ra vụ cướp xe máy của anh D, bọn chúng đã gây ra 2 vụ cướp khác nhưng không lấy được tài sản.
Theo đó, khoảng 23h30 tối 7/10, các đối tượng đi đến khu vực hồ Linh Đàm phát hiện 1 đôi nam nữ đi xe ga đang lưu thông trên đường. Khánh điều khiển xe áp sát từ phía sau vượt lên ngang tầm nam thanh niên cầm lái để cho Hà Sỹ T dùng dao chém vào tay nhưng không trúng. Đội nam nữ hoảng sợ điều khiển xe bỏ chạy về hướng ngược lại vào phía trong khu đô thị Linh Đàm. Sau khi thực hiện hành vi cướp không thành, các đối tượng tiếp tục di chuyển theo tuyến đường Nguyễn Xiển – Khuất Duy Tiến để tìm “con mồi” khác.
Đến khoảng 0h30 ngày 8/10, tại ngã tư Khuất Duy Tiến – Lê Văn Lương, nhóm đối tượng đã phát hiện 1 nam thanh niên điều khiển xe máy Honda Vision đang lưu thông trên đường Khuất Duy Tiến hướng đi Phạm Hùng. Vẫn với thủ đoạn cầm dao chém khi áp sát, Hà Sỹ T một lần nữa chém nam thanh niên nhưng không trúng, khiến anh này quay đầu xe bỏ chạy thì bị Trần Duy Khang đi xe khác điều khiển xe đâm vào sườn xe. Do xe không đổ nên nam thanh niên đó đã tăng ga bỏ chạy về hướng ngã tư Phạm Hùng và rẽ trái hướng đi Đại lộ Thăng Long. Cả nhóm đuổi theo ra đến Đại lộ Thăng Long được một đoạn thì mất dấu.
Chưa cướp được tài sản, nhóm đối tượng lại tiếp tục di chuyển qua nhiều tuyến đường tìm kiếm “con mồi” khác và đến 3h30 sáng cùng ngày, bọn chúng đã phát hiện anh D chạy xe trên đường vắng và đã một lần nữa manh động ra tay chém anh D, cướp chiếc xe máy rồi phóng xe tẩu thoát, quay về khu nhà trọ của Khánh ở Văn Lâm, Hưng Yên ẩn náu trước khi mang chiếc xe máy cướp được của anh D đi tiêu thụ.
Bắt một đối tượng trong nhóm cướp xe máy giữa đêm khuya tại cầu Sa Đéc 2 
Dùng dao khống chế nam sinh lớp 11 để cướp xe máy 
