Theo Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Cà Mau, là một đối tượng từng "ra tù vào khám" nên rất cảnh giác. Mỗi địa điểm y đến đều không lâu, lập tức di chuyển sang địa bàn khác. Nhưng qua công tác nghiệp vụ xác định vào khoảng ngày 20/12, Khải đang tìm cách móc nối với các đối tượng khác để mua một khẩu súng cùng 20 viên đạn với giá 50.000.000 đồng.
Sáng 22/12, nhận được thông tin Khải có mặt tại TP Hồ Chí Minh, Thiếu tướng Nguyễn Thanh Nam, Giám đốc Công an tỉnh Cà Mau chỉ đạo tổ công tác gồm Thượng tá Đặng Hoàng Cây - Trưởng phòng CSĐT tội phạm về TTXH, Công an tỉnh Cà Mau; Thượng tá Hồ Quốc Việt - Phó Trưởng Công an TP Cà Mau; Thiếu tá Phan Bửu Kiếm và Thiếu tá Nguyễn Thuận Tùng, Đội trưởng và Đội phó CSĐT tội phạm về TTXH, Công an TP Cà Mau tức tốc đi TP Hồ Chí Minh.
Qua công tác nghiệp vụ, phát hiện 1 đối tượng có nhiều đặc điểm giống như Khải đang xuất hiện tại huyện Bình Chánh, Tổ công tác đã chủ động phối hợp với các đơn vị nghiệp vụ của Công an TP Hồ Chí Minh xác định đối tượng trên chính là Khải.
Lúc 22h10' cùng ngày 22/12, khi Tổ công tác vừa tiếp cận tên Khải đang ngồi cùng hai đối tượng khác tại quán cà phê thuộc ấp 1, xã Bình Hưng, huyện Bình Chánh thì bất ngờ đối tượng dùng dao bấm chống trả quyết liệt rồi bỏ chạy làm Thiếu tá Bửu Kiếm bị thương nhẹ.
Theo lời kể của Thiếu tá Tùng, anh và Thiếu tá Kiếm đã khống chế vật lộn với tên Khải nhưng hắn vung dao loạn xạ, buộc hai anh né đòn đường dao, khiến mất đà làm tên Khải chạy thoát.
Trước sự hung hăng của đối tượng lực lượng làm nhiệm vụ buộc phải nổ hơn 30 phát súng cảnh cáo nhưng Khải vẫn tỏ ra ngoan cố.
Cuộc truy đuổi kéo dài trên đoạn đường khoảng 400m, đến 2 căn nhà liền kề, có rào bằng lưới B40, Khải cố gắng trèo lên nhưng biết không còn đường trốn thoát nên Khải dùng dao đâm 2 nhát vào ngực tự sát. Tổ công tác liền chở Khải vào bệnh viện cấp cứu nhưng hắn đã tử vong.
Kết quả giám định tử thi, kết luận Khải tử vong vì choáng mất máu cấp, do vết thương thấu ngực, thủng tim.
Theo Thiếu tá Đỗ Tấn Đạt - Đội trưởng, Phòng PC45, Công an tỉnh Cà Mau, thành viên Tổ công tác truy bắt cho biết Khải là một đối tượng có nhiều tiền án, tiền sự, hết sức liều lĩnh và manh động. Đặc biệt, vào năm 2009, Khải cùng đồng bọn đã đâm chết Thiếu tá Phan Công Việt, cán bộ Phòng CSĐT tội phạm hình sự Công an Đà Nẵng.
Theo bản kết luận điều tra, lúc 13h30' ngày 21/9/2009, thực hiện kế hoạch xác minh truy bắt các đối tượng trong chuyên án trộm cắp, cướp giật mang bí số 135A, tổ trinh sát gồm 5 đồng chí do đồng chí Phan Công Việt phụ trách tiến hành rà soát nắm tình hình tại khu vực An Cư, phường An Hải Bắc, quận Sơn Trà. Khi đến đường 5,5m thuộc tổ 56B, phường An Hải Bắc, tổ trinh sát phát hiện Trần Quang Khải - là đối tượng cầm đầu chở Phạm Đình Dương (47 tuổi, ngụ phường Thanh Bình, quận Hải Châu, TP Đà Nẵng) trên xe môtô BKS 43X3-8842 (chiếc xe mà các đối tượng đã trộm được) nên đã bám sát theo dõi.
Khi hai đối tượng dừng xe bên vỉa hè, thì tổ tuần tra đến giới thiệu là Cảnh sát hình sự yêu cầu kiểm tra thì chúng bỏ chạy. Thiếu tá Phan Công Việt truy đuổi chụp được áo kéo giữ tên Dương thì bất ngờ Dương dùng tay trái rút dao trong túi áo ra đâm 2 nhát vào ngực trái đồng chí Việt. Thấy vậy, Trung sỹ Ngô Thanh Đông vào hỗ trợ bắt đối tượng cũng bị Dương đâm 3 nhát vào vùng sườn bên phải bị thương nặng.
Tuy nhiên, anh vẫn gạt chân làm cho Dương ngã xuống đất để đồng đội đến bắt tên Dương còn tên Khải đã chạy thoát. Mặc dù được đi cấp cứu kịp thời nhưng đồng chí Việt đã hy sinh vào chiều cùng ngày, Trung sỹ Đông bị thương.
Dương sau đó bị tuyên phạt mức án cao nhất vì hai tội giết người và cố ý gây thương tích. Còn tên Khải, sau khi gây án, đã bỏ trốn cùng với 2 khẩu súng. Cơ quan CSĐT Công an TP Đà nẵng đã ra quyết định truy nã đặc biệt đối với Khải.
Vẫn theo cơ quan CSĐT Công an tỉnh Cà Mau, trong thời gian bỏ trốn lệnh truy nã đặc biệt của Công an Đà Nẵng, đến ngày 23/7/2010, Khải tiếp tục bị Công an huyện Thủ Thừa (Long An) truy nã do hắn đã thực hiện hành vi trộm cắp tài sản của người dân trên địa bàn.
Trong thời gian trốn các lệnh truy nã, Khải từng sống với 3 người tình tại TP Hồ Chí Minh.
Trở lại vụ việc xảy ra tại Cà Mau vào trưa 21/11 (Báo CAND đã thông tin), sau khi đồng phạm là Phạm Anh (28 tuổi, xã Hòn Châu, Hòa Vang, TP Đà Nẵng) bị bắt, phát hiện nhiều tang vật, trong đó có "hàng nóng" là 2 khẩu súng K59 và ru lô đạn đã lên nòng, Khải trên đường bỏ chạy đã dùng dao khống chế, cướp xe của một cán bộ Ban bảo vệ sức khỏe Tỉnh ủy Cà Mau làm phương tiện tẩu thoát. Trước khi bị phát hiện, cả hai rình rập trước Chi nhánh Ngân hàng NN-PTNT Cà Mau và Ngân hàng Đông Á (đường An Dương Vương, phường 7, TP Cà Mau).
Khi Công an phường 7 phân công Thượng úy Võ Văn Tại và Thiếu úy Phạm Văn Kiên xuống địa bàn tiếp cận thì cả hai đối tượng trên phóng lên xe bỏ chạy. Thượng úy Tại và Thiếu úy Kiên lập tức ập vào khống chế thì tên Khải rút súng K59 bắn thẳng vào Thượng úy Tại và Thiếu úy Kiên nhưng may mắn là đạn lép. Được hai đồng sự Công an huyện Trần Văn Thời và người dân hỗ trợ, Phạm Anh bị khống chế. Còn Quang Khải đã tẩu thoát cho đến khi bị phát truy bắt và tự sát
