Theo hồ sơ ban đầu, chiều 21/12, Phạm Văn Đông đi chăn bò trên cánh đồng xã Nghi Phong, huyện Nghi Lộc và phát hiện em N.T.M. (sinh 2000) đi xe đạp đến khu vực Đông chăn bò. Sau khi giấu xe đạp của em M để trêu ghẹo, Đông mở điện thoại của mình xem phim sex và nổi dục vọng muốn hiếp dâm em M. Khi M chuẩn bị ra về, Đông tắt điện thoại và lao vào ôm em M sàm sỡ. Mặc dù bị em M cắn vào tay, dùng liềm đánh vào người nhưng Đông vẫn không chịu buông tha, nhất quyết đòi thực hiện hành vi hiếp dâm nạn nhân. Chỉ đến khi M vừa kêu hét, vừa giằng co và có sự xuất hiện người lạ thì Đông mới chịu dừng lại.
Sau khi về nhà, Phạm Văn Đông đã đến cơ quan Công an đầu thú đối với hành vi của mình.