Trước đó, Công an phường Vân Sơn, tỉnh Sơn La nhận được tin báo từ quần chúng nhân dân với nội dung: Trong căn nhà trọ của người dân thuộc phường Vân Sơn, tỉnh Sơn La, phát hiện nạn nhân là người thuê trọ đang trong tình trạng bất tỉnh, tại vùng đầu có vết thương nghi bị chém. Nạn nhân đã được đưa vào bệnh viện cấp cứu nhưng vết thương quá nặng sau đó đã tử vong.
Ngay sau khi tiếp nhận thông tin về vụ việc, Phòng Cảnh sát hình sự đã chủ trì phối hợp với Công an phường Vân Sơn cùng các cơ quan chức năng tổ chức khám nghiệm hiện trường, khám nghiệm tử thi, thu thập dấu vết và các tài liệu, chứng cứ có liên quan. Căn cứ vào kết quả điều tra ban đầu xác định nạn nhân bị một vết chém ở vùng thái dương bên trái, mất nhiều máu dẫn đến tử vong.
Xác định đây là vụ trọng án giết người có tính chất đặc biệt nghiêm trọng, sau khi gây án đối tượng đã bỏ trốn và thời điểm xảy ra vụ việc không có người chứng kiến. Trước tình hình trên, Phòng Cảnh sát hình sự đã huy động tối đa lực lượng, phương tiện, phối hợp với các đơn vị chức năng khẩn trương triển khai các biện pháp nghiệp vụ, phong tỏa hiện trường tập trung điều tra, xác minh, thu thập, đánh giá các dấu vết tại hiện trường; đồng thời rà soát các mối quan hệ, xác minh diễn biến trước và sau khi xảy ra vụ việc.
Từ những thông tin, tài liệu thu thập được, Công an tỉnh Sơn La đã xác định được đối tượng gây án là Giàng A Si (SN 1980; trú tại xã Chiềng Mai, tỉnh Sơn La). Bằng việc áp dụng đồng bộ các biện pháp nghiệp vụ, quá trình truy xét khẩn trương, khoảng sau 24 giờ khi vụ việc xảy ra Phòng Cảnh sát hình sự và Công an phường Vân Sơn, tỉnh Sơn La đã bắt giữ được Giàng A Si khi đối tượng đang lẩn trốn tại một nhà trọ khác cách nơi gây án khoảng 7km.
Tại Cơ quan điều tra Giàng A Si đã khai nhận toàn bộ hành vi phạm tội của mình. Do Si và nạn nhân cùng nhau đi làm thuê và thường xuyên uống rượu cùng nhau, giữa hai người có mâu thuẫn cá nhân trong sinh hoạt nên Si đã dùng dao chém vào đầu nạn nhân khiến nạn nhân tử vong. Sau khi gây án, Si đã bỏ trốn khỏi hiện trường.