Chuyên án này bắt nguồn từ việc vào lúc 2h sáng 4/11/2012, lực lượng CSGT Công an tỉnh Quảng Ninh phát hiện 1 chiếc taxi đi vào cổng khu du lịch Tuần Châu có nhiều biểu hiện nghi vấn nên đã yêu cầu tài xế cho kiểm tra. Thấy thái độ người khách trên xe không bình thường, Tổ công tác yêu cầu kiểm tra hành lý thì phát hiện bên trong có 2 bánh heroin, 1 khẩu súng K59 cùng 10 viên đạn. Đây chính là đối tượng Đặng Đình Phương.
Khi tiếp nhận đối tượng để điều tra, bằng linh cảm nghề nghiệp, lãnh đạo Phòng CSĐT TPMT đã xin ý kiến của lãnh đạo cấp trên thành lập Ban chuyên án để điều tra mở rộng với mục đích bắt được những tên chủ mưu, cầm đầu. Bằng sự khéo léo trong đấu tranh khai thác, chỉ một thời gian ngắn vào trại, Phương đã khai nhận mình mua bán tổng cộng 6 bánh heroin.
Trước đó, vào tháng 10/2012, Phương sang Trung Quốc và quen biết với Diêu Quan Trân, Thái Hải Hiên và họ đặt vấn đề với Phương về Việt Nam tìm nguồn heroin mang sang bán cho họ.
Phương về Hải Phòng nhờ Trần Chí Dũng, trú tại phường Trần Nguyên Hãn tìm nguồn ma túy. Dũng dẫn Phương lên Hà Nội, thông qua sự mối giới của Hoàng Thị Thúy, Vũ Thị Kim Oanh, đều trú tại phường Văn Chương; Nguyễn Thị Bích ở phường Đồng Xuân đã mua của Nguyễn Thanh Thủy, trú tại phường Bạch Đằng 6 bánh heroin với giá 400 triệu đồng/bánh.
Phương đã 3 lần ra Móng Cái, với sự giúp đỡ tích cực của người lái đò trên sông Ka Long là Chíu Phúc Tắc, trú tại xã Đồng Văn, huyện Bình Liêu, tỉnh Quảng Ninh vận chuyển trót lọt sang Trung Quốc bán cho Trân và Hiên. Khi quay về, Phương lại mua ma túy tổng hợp của Trân mang về Việt
Căn cứ vào lời khai của Phương, Ban chuyên án đã tiến hành xác minh. Sau nhiều ngày điều tra, theo dõi các đối tượng, kế hoạch phá án đã được vạch ra. Hai mũi trinh sát được chia thành hai hướng (tổ số 1 đi Móng Cái, tổ số 2 đi Hải Phòng, Hà Nội và Quảng Ninh) đồng loạt tấn công. Mũi trinh sát thứ 2 do Thượng tá Phạm Văn Phú chỉ huy đã phối hợp với Cục CSĐT TPMT truy bắt các nữ quái ở Hà Nội. Phương bị bắt, cả đường dây vẫn chưa biết nên 3 nữ quái là Bích, Oanh, Thúy vẫn đi Mộc Châu, Sơn La lấy heroin.
Vì Bích và Oanh thường đi với nhau như hình với bóng, nên Tổ công tác quyết định bắt cả hai trước. Bắt Bích và Oanh xong là 8h tối, Tổ công tác quyết định phải bắt Thúy ngay, nếu không bọn chúng sẽ tẩu thoát. Căn cứ vào lời khai của Bích và Oanh, các trinh sát mày mò đến nửa đêm mới tìm được chỗ ở của Thúy (đây là nơi các đối tượng thường giao dịch) ở quận Đống Đa. 2h sáng, các trinh sát đã tiếp cận được nhà đối tượng.
Trong nhà Thúy lúc này có rất đông các đối tượng, chúng đã nghi ngờ đường dây bị phát hiện nhưng không biết lộ từ khâu nào vì liên lạc với Oanh, Bích không được nên tập hợp lại để bàn kế sách đối phó. Nếu để đến sáng hôm sau thì chắc chắn bọn chúng sẽ tẩu thoát. Khó khăn đặt ra là chúng có vũ khí, nếu động chúng sẽ theo lan can bỏ trốn sang nhà bên cạnh hoặc nổ súng chống trả. Sau khi tính toán, đồng chí Phú quyết định phá cửa vào bắt các đối tượng. Phương án này đòi hỏi phải phá cửa thật nhanh, áp đảo đối tượng, tấn công và khống chế ngay những tên có khả năng giấu vũ khí.
Đúng như kế hoạch, sau một tiếng búa đinh tai, chiếc cửa đổ sập xuống. Năm trinh sát ập vào nhanh chóng trong khi các đối tượng còn bàng hoàng kinh hãi. Tất cả đều bị bắt khi chưa kịp chống trả, thu tại nhà Thúy rất nhiều ma túy và dụng cụ chích heroin, 1 khẩu súng bắn đạn hoa cải.
Ngay khi tờ mờ sáng, Tổ công tác di chuyển về Hải Phòng để bắt vợ của tên Dũng là Trương Thị Tuyết. Vợ chồng Tuyết là mắt xích quan trọng chuyên giao hàng cho các đối tượng ở Hải Phòng. Tuyết thường sử dụng xe ôtô của một công ty (mua thanh lý nhưng chưa sang tên đổi chủ) đi giao ma túy nên không bị nghi ngờ và phát hiện. Việc bắt Tuyết diễn ra hết sức bí mật (thu trong ôtô 1 bánh heroin và 2.000 viên thuốc lắc) nên Dũng không hay biết.
Tuy nhiên, khi gọi điện cho vợ không được, Dũng đã linh tính chuyện không lành và bỏ trốn. Đang trong lúc bế tắc thì Tổ công tác nhận được tin Dũng chuẩn bị giao hàng tại một nhà nghỉ ở huyện Thủy Nguyên. Vì triển khai ra nhiều địa điểm nên lúc này chỉ có đồng chí Phú và một trinh sát, trong khi đó Dũng đã mang hàng lên phòng nghỉ ở tầng 3, việc bắt Dũng rất khẩn cấp. Khó khăn lớn nhất là Dũng to, khỏe, rất cảnh giác, trong người lúc nào cũng có vũ khí, vì thời gian quá gấp nên Công an Hải Phòng chưa đến hỗ trợ kịp, nên đồng chí Phú quyết định tấn công. Nghe tiếng gõ cửa, Dũng hỏi vọng ra "Ai đấy?".
Im lặng. Biết không thể chống đối được, Dũng ném súng qua cửa sổ, định nhảy xuống mái hiên tầng hai thoát thân hoặc tự sát. Nhưng đúng lúc đó, cánh cửa bị phá rất nhanh, đồng chí Phú lao vào khống chế khiến tên Dũng không kịp chống trả.
Cùng lúc đó, tại Móng Cái, Tổ công tác số 1 đã bắt gọn tên lái đò và các đối tượng người nước ngoài. "Sau 5 ngày đêm không nghỉ, 2 tổ công tác đã bắt 15 đối tượng ở nhiều địa bàn khác nhau, trong đó có đối tượng chủ mưu, cầm đầu, có tiền án, tiền sự. Đến nay chúng tôi đã khởi tố 15 đối tượng, việc truy bắt đều hết sức bí mật, đảm bảo an toàn cho lực lượng" - Thượng tá Phạm Văn Phú cho biết