Tại cơ quan điều tra, Nguyễn Văn Dương (17 tuổi, ngụ xã Long Sơn, TP Vũng Tàu, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu) khai nhận, khoảng 7h sáng 19/10, sau khi vợ đi làm chỉ còn Dương ở lại phòng trọ trên Tỉnh lộ 10, phường Tân Tạo, quận Bình Tân, TP HCM với dì vợ là chị Nguyễn Thị Út Sang, 27 tuổi, công nhân Khu công nghiệp Tân Tạo.
Do hết tiền nên Dương hỏi xin chị Sang 50 ngàn đồng để đi uống cà phê. Không xin được tiền, hắn bực tức trong lòng nảy sinh ý định sát hại chị Sang, sau đó lục ví nạn nhân lấy được 1,3 triệu đồng rồi Dương đi thẳng đến chợ Bà Hom, quận 6, TP HCM mua một thùng xốp loại lớn và băng keo. Hắn trở về phòng trọ nhét xác chị Sang vào bên trong, dùng băng keo dán chặt rồi thuê xe ba gác chở đến Bến xe Miền Tây mua vé xe về thị xã Châu Đốc, tỉnh An Giang để phi tang.
Khi xe đi ngang Trạm thu phí cầu Mỹ Thuận thuộc xã Hòa Hưng, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang, Dương xuống xe để tìm cách phi tang xác chết. Nguyễn Văn Dương thuê 2 người lái xe ôm chở mình cùng thùng xốp đựng xác.
Tới được bờ bên kia, Dương tiếp tục đi lòng vòng thêm khoảng 10km tìm vị trí phi tang. Cuối cùng kẻ sát nhân quyết bỏ thùng lại bên đường rồi kêu xe ôm chở ra bến đò. Do nghi ngờ hành vi khó hiểu của Dương, anh Trung nhờ con của ông lái đò quay lại hiện trường kiểm tra xem vật gì chứa bên trong thùng xốp, còn anh Cường tìm cách "câu giờ" chở Dương đi thật chậm.
Nhận được tin báo bên trong chiếc thùng xốp là xác một cô gái, anh Trung liền báo cho anh Cường. Anh Cường bình tĩnh chở Dương đến trụ sở Công an xã Hòa Hưng trình báo và Dương bị bắt giữ