Trong lúc chị Ý cùng em ruột là Đỗ Thị Mỵ, 34 tuổi đang pha thịt lợn, Cường giằng con dao chọc tiết lợn từ tay chị Mỵ đâm một nhát vào ngực phải chị Mỵ, rồi quay sang đâm tiếp vào ngực chị Ý. Sau đó Cường cầm dao chạy đến nhà anh Nguyễn Văn Bình ở cùng thôn (là anh rể của Cường), đâm vào ngực anh Bình khi anh đang ngủ.
Tiếp theo, Cường chạy đến cổng nhà ông Bốn ở cùng thôn đâm một nhát vào lưng anh Ngô Văn Thực, 51 tuổi và đâm vào ngực anh Ngô Văn Doãn, 49 tuổi, là cháu ông Bốn khi hai anh này đang làm cỗ. Vẫn chưa dừng lại, Cường tiếp tục chạy đến nhà anh Ngô Văn Toanh, 38 tuổi, ở cùng thôn, xông vào đâm khi anh Toanh đang đánh răng ở sân giếng nhưng anh Toanh tránh được, đạp Cường ngã
Do vết thương quá nặng, chị Mỵ, anh Bình, anh Thực đã tử vong. Còn anh Doãn, chị Ý cùng bị thương tích 43%. Quá trình điều tra, Nguyễn Ngọc Cường đã khai nhận toàn bộ hành vi phạm tội. Do Cường có biểu hiện bị bệnh tâm thần nên cơ quan CSĐT đã trưng cầu Viện Giám định pháp y tâm thần giám định tâm thần đối với Cường.
Tại Biên bản giám định pháp y tâm thần số 79/GĐPYTT, ngày 13/10/2010, Viện Giám định pháp y tâm thần Trung ương kết luận: Trước, trong và sau khi phạm tội, Cường mắc bệnh rối loạn phân liệt cảm xúc loại hỗn hợp, khi thực hiện hành vi phạm tội bệnh đang trong giai đoạn tiến triển, bị hạn chế khả năng nhận thức và điều khiển hành vi. Nhưng các rối loạn tâm thần của Cường không chi phối trực tiếp hành vi phạm tội. Cường bị áp dụng biện pháp chữa bệnh bắt buộc tại Viện Giám định pháp y tâm thần Trung ương từ ngày 15/4/2011 đến 21/8/2014 thì khỏi bệnh.
Sau khi nghị án, Hội đồng xét xử tuyên án Nguyễn Ngọc Cường tử hình về tội "giết người” với tình tiết “giết nhiều người” và “có tính chất côn đồ". Đồng thời, Hội đồng xét xử tuyên buộc bị cáo Cường bồi thường dân sự hơn 300 triệu đồng cho các gia đình bị hại.
