Trước đó, vào sáng 21/6, sau nhiều giờ không liên lạc được với ông Ngọ và bà Nguyễn Thị Yến (SN 1969, vợ của ông Ngọ), người thân đã vào khu vực rẫy cà phê của gia đình ở thôn Tân Lập 2, xã Pơng Drang để tìm kiếm. Tại đây, mọi người hoảng hốt phát hiện bà Yến đã tử vong, còn ông Ngọ không có mặt ở hiện trường nên đã trình báo Công an.
Tiếp nhận tin báo, Phòng CSHS phối hợp với Công an xã Pơng Drang và các đơn vị nghiệp vụ của Công an tỉnh Đắk Lắk tiến hành khám nghiệm hiện trường, khám nghiệm tử thi và tổ chức điều tra, xác định đây là một vụ án mạng và nghi phạm là Nguyễn Quốc Ngọ.
Quá trình truy vết, lực lượng Công an xác định sau khi gây án, Ngọ đã điều khiển xe máy đến tỉnh Khánh Hòa rồi đón xe khách về quê ở Hà Tĩnh. Sau khi được Cơ quan Công an và người thân vận động, đến chiều 22/6, Ngọ đã đến Công an tỉnh Hà Tĩnh đầu thú, khai báo hành vi phạm tội.
Tại Cơ quan điều tra, đối tượng Ngọ khai nhận, vào sáng 20/6, sau khi chở vợ vào khu vực rẫy của gia đình ở thôn Tân Lập 2, xã Pơng Drang, trong quá trình làm rẫy, giữa Ngọ và vợ xảy ra mâu thuẫn về kỹ thuật cắt cành cà phê. Sau một lúc lời qua tiếng lại, Ngọ đã mở cốp xe máy lấy chiếc tua vít đâm bà Yến nhiều nhát khiến nạn nhân tử vong.