Theo tài liệu điều tra, 0h ngày 1/12/2011, Tiềm đã cài thuốc nổ vào xe của chị Quỳnh. Đến sáng hôm sau, chị Quỳnh và con gái là cháu Nguyễn Thị Khánh Vân ngồi lên xe, đi ra cổng, nổ máy, lập tức chiếc xe phát nổ, khiến cả hai mẹ con chị Quỳnh tử vong. Ngoài ra, Nguyễn Đức Tiềm cũng chính là đối tượng đặt thuốc nổ gây nổ xe máy của anh Nguyễn Đức Trung, 32 tuổi, trú ở thị trấn Minh Tân, Kinh Môn, Hải Dương vào tháng 6/2010, làm anh Trung bị cụt chân trái.
Về hành vi làm giả tài liệu của cơ quan, tổ chức, Công an tỉnh Bắc Ninh xác định trong thời gian Tiềm làm việc tại một khách sạn ở Hà Nội đã sử dụng một tấm bằng đại học do Viện Đại học Mở cấp cho một người khác, đem dán ảnh, đè tên, ngày tháng năm sinh của mình lên rồi photo lại dùng để xin việc tại khách sạn Phượng Hoàng 3, ở TP Bắc Ninh. Đây là vụ án đặc biệt nghiêm trọng, được sự quan tâm của dư luận nên các ngành nội chính của Bắc Ninh đã thống nhất xét xử lưu động tại xã Nam Sơn, TP Bắc Ninh, nơi xảy ra vụ án