Trước đó, khoảng 17h50' ngày 9/12/2010, một số người dân ở xóm Chuối phát hiện một người đàn ông bị thương nặng nằm ở rìa đường bê tông của xóm, trên người có nhiều vết máu, cạnh đó là chiếc xe máy bị đổ nghiêng. Người đàn ông được quần chúng đưa đi cấp cứu tại Bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên và đã tử vong sau đó 3 ngày.
Qua điều tra, lực lượng CSĐT Công an tỉnh xác định nạn nhân là anh Vũ Văn Tuyên (SN 1980), trú tại xóm Văn Khúc (Bình Thuận, Đại Từ), làm nghề chở xe ôm tại khu vực chợ thị trấn Đại Từ. Anh Tuyên bị một vết đâm ở vùng cổ bên phải, sâu 6cm.
Nhận định đây là vụ án giết người, cướp tài sản nghiêm trọng, Ban chuyên án đã huy động nhiều trinh sát, điều tra viên của Công an huyện Đại Từ và Phòng CSĐT tội phạm về TTXH - Công an tỉnh tập trung thu thập tài liệu rà soát đối tượng.
Qua gần 300 ngày điều tra, truy xét, với tinh thần tích cực, không quản ngại khó khăn, các trinh sát, điều tra viên đã sử dụng các biện pháp nghiệp vụ rà soát, sàng lọc, nổi lên đối tượng Vũ Văn Biên, 23 tuổi, trú tại xóm Duyên (Ký Phú, Đại Từ) có nhiều biểu hiện liên quan đến vụ án.
Bằng các tài liệu, chứng cứ đã thu thập được, ngày 8/9, cơ quan CSĐT đã ra lệnh bắt khẩn cấp Vũ Văn Biên. Qua đấu tranh, Biên đã khai báo hành vi phạm tội của mình