Theo cáo trạng, từ năm 2010, Nguyễn Thái Sơn quan hệ tình cảm và thuê phòng trọ chung sống như vợ chồng với chị Nguyễn Thị Vy tại phường An Lạc, quận Bình Tân. Biết Sơn đã có vợ (mới ly hôn năm 2011) và 2 con (9 tuổi và 6 tuổi) nên anh Trần Quốc Dũng (em ruột chị Vy) không đồng ý, dẫn đến hai bên thường xuyên xảy ra mâu thuẫn, đôi lần xảy ra xô xát.
Đêm 6/3/2013, Sơn đến phòng trọ tìm người tình nhưng không gặp, lúc này chỉ có chị Trần Thị Thủy (chị ruột Vy) và Dũng. Thấy Sơn, Dũng không cho vào phòng nhưng Sơn vẫn vào nói chuyện với chị Thủy. Lời qua tiếng lại, Dũng lấy cây kéo đâm Sơn trúng vào tay gây thương tích nên chị Thủy đưa Sơn đến bệnh viện Triều An (quận Bình Tân) băng bó vết thương. Lúc này, hay tin người tình bị em trai đâm, chị Vy chạy đến bệnh viện trách Sơn không chịu nghe lời mình rồi trở về phòng trọ để lấy tiền trả tiền viện phí.
Bực tức vì bị Dũng đâm còn bị người tình trách móc, trong thời gian chờ chị Vy đem tiền đến bệnh viện, Sơn lấy con dao mang theo trong túi áo khoác cho vào túi quần. Đến khoảng 22h cùng ngày, chị Vy đến bệnh viện thì Sơn giả bộ nhờ người tình xem vết thương trên tay như thế nào. Khi nghe chị Vy nói “vết thương ngoài da thôi” Sơn liền lấy dao ra cầm trên tay đâm mạnh một nhát vào ngực người tình rồi rút dao ra tẩu thoát. Ngay sau đó, chị Vy được đưa vào phòng cấp nhưng do vết thương quá nặng nên đã tử vong.
Đối với Sơn, sau khi gây án, y bỏ trốn về quê ở Vĩnh Long nhưng chỉ sau 1 ngày, ám ảnh trước cái chết của người tình, Sơn đã ra công an huyện Măng Thít đầu thú và khai nhận hành vi phạm tội. Riêng đối với hành vi gây thương tích của Trần Quốc Dũng cho Sơn, theo kết quả giám định là 8%. Tuy nhiên, quá trình điều tra, Sơn đã có đơn không yêu cầu xử lý hình sự với người này nên cơ quan điều tra không khởi tố