Theo cáo trạng, Trang có quen một phụ nữ người Thái Lan tên là Kim. Khi Kim về nước có gọi điện thoại cho Trang nhờ tìm người vận chuyển hàng cho Kim. Trang đã tìm được Nguyễn Thị Lành đồng ý vận chuyển "hàng", với tiền công là 24 triệu đồng, đi trong khoảng 1 tháng.
Cuối tháng 3/2012, theo kế hoạch đã bàn sẵn, Lành sang Philipine nhận “hàng” nhưng khi về tới Việt Nam thì bị bắt giữ với 2,4kg ma túy tổng hợp và bị tuyên án chung thân. Trang bỏ trốn và "chiêu mộ" thêm hai "cửu vạn" mới là Lê Xuân Phú và Phan Thị Liên.
Tối 29/9/2012, Trang “điều” Liên ra Hà Nội gặp Phú để “trao đổi” ma túy. Sau đó Phú bắt xe khách lên Móng Cái, Quảng Ninh và nhờ người đưa đò vượt biên giới qua sông Ka Long sang Trung Quốc thì bị lực lượng Công an cùng Bộ đội biên phòng bắt quả tang, thu giữ 17 kg heroin; trong đó 2 kg là do Liên vận chuyển từ TP Hồ Chí Minh ra; số lượng còn lại có trọng lượng hơn 15 kg là của 1 phụ nữ người nước ngoài giao cho Phú.
Trong một diễn biến khác, dưới sự chỉ đạo của Trang, Liên tiếp tục đến một khách sạn, gặp Pornpirom Upapong để nhận 6 chiếc túi xách phụ nữ, bên trong có cất giấu hơn 5 kg heroin. Chưa kịp quay lại TP Hồ Chí Minh thì Liên đã bị lực lượng chức năng bắt quả tang khi đang tàng trữ 6 kg heroin, trong đó gần 1 kg heroin là của Phú giao.
Ngay sau đó, cơ quan công an đã bắt khẩn cấp Nguyễn Thị Thùy Trang và Pornpirom Upapong.
Mặc dù bị can Trang phủ nhận, cho rằng không biết số hàng hóa thuê người vận chuyển là ma túy; chỉ được người nước ngoài nhờ tìm giúp người vận chuyển hàng cấm, hàng lậu... Song, cơ quan tố tụng có cơ sở xác định, Trang biết rõ số hàng thuê người vận chuyển là ma túy. Vì vậy, Trang phải chịu trách nhiệm về hành vi vận chuyển 23 kg heroin và gần 2,5 kg ma túy tổng hợp
