Theo cáo trạng truy tố của Viện Kiểm sát nhân dân Tối cao, vào khoảng 19h30 ngày 15/8-2003, Chung thấy cửa quán của chị Nguyễn Thị Hoan (31 tuổi, thôn Me, xã Nghĩa Trung, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang) mở, đèn sáng nên ghé mua dầu gội đầu.
Thấy trong tủ kính có hộp đựng tiền, Chung nảy sinh ý định giết chị Hoan để lấy tiền. Khi chị Hoan đi lấy dầu gội đầu, Chung liền dùng dao bấm đâm vào bụng chị. Bị đâm, chị Hoan bỏ chạy. Chung liền lao đến kẹp cổ rồi đâm liên tiếp vào ngực, mặt nạn nhân.
Trong khi vật lộn, do lưỡi dao bị gãy nên Chung lao đến vật ngửa chị Hoan và đập đầu xuống nền nhà. Tiếp đó, lấy chiếc gối đè lên mặt chị Hoan cho đến khi chị bất động. Sau khi giết chị Hoan, Chung đã tháo 2 chiếc nhẫn rồi tắt điện, đóng cửa ra về.
Sau đó, Lý Nguyễn Chung bỏ trốn, lấy vợ sinh con tại tỉnh Đắk Lắk cho đến ngày 25/10/2013 mới ra đầu thú, khai nhận hành vi giết chị Nguyễn Thị Hoan để cướp tài sản