Theo một số người biết việc, anh Mạnh bị một nhóm tấn công bằng gạch đá, tử vong khi đang nhảy xuống hồ trốn truy sát. Một số người ở gần hiện trường vụ án sau đó đã ngụp lặn vớt xác nạn nhân. Song do trời tối, nước sâu và lòng hồ dốc nên việc tìm kiếm gặp nhiều khó khăn. Khoảng 2 tiếng sau, xác nạn nhân được phát hiện cách bờ khoảng hai chục mét. Công tác khám nghiệm, điều tra vụ việc được triển khai ngay trong đêm. Một số người dân cho biết nhóm đối tượng liên quan đều khá trẻ, đèo nhau bằng hai xe máy. Có 3 thanh thiếu niên trực tiếp đuổi theo truy sát nạn nhân, một người đứng phía trên trông giữ phương tiện.
Ngay sau khi xác định danh tính nạn nhân, Công an quận Hà Đông phối hợp với Phòng Cảnh sát hình sự đã triển khai lực lượng xác minh các mối quan hệ của nạn nhân nhằm điều tra nguyên nhân vụ án. Cơ quan điều tra phát hiện, chiều 6/10, Mạnh đi cùng một cô gái trẻ đến quán giải khát nằm trên đường Nguyễn Viết Xuân, phường Quang Trung, quận Hà Đông. Sau đó ít phút, Mạnh xích mích với một số thanh thiếu niên khác. Bị đánh trúng mặt, Mạnh bỏ chạy khỏi quán và khoảng 30 phút sau thì bị truy sát tại hồ Dền Khê.
Các đối tượng bị bắt giữ.
Sau nhiều giờ tích cực truy xét, cơ quan điều tra đã làm rõ nội dung vụ án, bắt giữ 4 đối tượng liên quan gồm: Dương Đức Trung (18 tuổi, ở xã Hoàng Xá, huyện Ứng Hòa, TP Hà Nội), Nguyễn Đăng Việt (SN 1995, ở ngõ 19 đường Thanh Bình, phường Mộ Lao, quận Hà Đông), Đỗ Mạnh Cường (16 tuổi, ở đường Ngô Quyền, phường Quang Trung, quận Hà Đông) và Ngô Minh Hiếu (16 tuổi, ở xã Đồng Tân, huyện Ứng Hòa, TP Hà Nội).
Bước đầu, các đối tượng khai nhận có quen biết với nạn nhân. Trước hôm xảy ra sự việc bị truy sát, Mạnh và Trung cùng đến chơi tại nhà một người bạn ở phường Hà Cầu, quận Hà Đông. Sáng dậy, Trung phát hiện bị mất 3 triệu đồng trong ví và nghi ngờ Mạnh lấy cắp số tiền rồi bỏ trốn nên đã có ý định tìm đánh nạn nhân. Khoảng 18h ngày 6/10, Trung, Việt, Hiếu đèo nhau bằng xe máy đến đường Nguyễn Viết Xuân thì gặp Nguyễn Đức Mạnh và một bạn gái đang ngồi trong quán nước. Sau hồi cãi nhau, Mạnh bị Trung đấm vào mặt nên đã bỏ chạy vào nhà người dân. Tuy nhiên, cay cú vì số tiền đã mất nghi là Mạnh lấy, Trung và các đối tượng còn lại quay về nhà Đỗ Mạnh Cường lấy dao, đồng thời rủ nam thanh niên này cùng quay lại tìm đánh Mạnh. Đến khu vực hồ Dền Khê, phát hiện Mạnh, Nhung đang đứng ở bờ hồ, nhóm đối tượng đã đuổi đánh Mạnh nên Mạnh hoảng sợ đã nhảy xuống hồ. Lúc này, Trung, Việt, Cường vẫn liên tục nhặt các mảng bê tông và gạch vỡ ném về phía nạn nhân. Chứng kiến sự việc, một nhân viên quán bia gần đó đã nhảy xuống cứu Mạnh nhưng bị nhóm của Trung can ngăn, dọa giết và ném gạch đá khiến anh này phải lên bờ. Hiện vụ việc đang được cơ quan chức năng Công an TP Hà Nội tiếp tục điều tra, làm rõ