Khi vụ án mới xảy ra, dư luận cho rằng, con rể một vị lãnh đạo tỉnh Vĩnh Phúc liên quan đến vụ án này. Ngay từ sớm, cùng với gia đình bị hại thì đã có hàng trăm người dân hiếu kỳ cũng có mặt tại phòng xử án TAND tỉnh Vĩnh Phúc để dự phiên tòa từng gây xôn xao dư luận trong thời gian dài. Thẩm phán Đỗ Thế Bình, Chánh Tòa hình sự TAND tỉnh Vĩnh Phúc làm Chủ tọa phiên tòa. Luật sư Lê Thị Oanh, Văn phòng Luật sư Huỳnh Nam (Hà Nội) tham dự phiên tòa bảo vệ quyền và lợi ích hợp pháp cho gia đình bị hại.
Để đảm bảo tình hình an ninh trật tự trong và ngoài phiên tòa, Công an tỉnh Vĩnh Phúc cũng đã phân công lực lượng làm nhiệm vụ bảo vệ trật tự an toàn phiên xử. Hơn 7h, lực lượng Cảnh sát trại giam áp giải các bị cáo đến sân tòa để phục vụ công tác xét xử. Tuy nhiên, do một số người trong gia đình bị hại có hành động quá khích nên lực lượng Cảnh sát trại giam phải để các bị cáo ngồi yên trên xe để tránh xảy ra những rắc rối không đáng có.
Trong thời gian chờ HĐXX khai mạc phiên tòa, nhiều người nhà của bị hại đã không giữ được sự bình tĩnh khi có nhiều tiếng la ó và sau đó khóc nức nở. Mẹ của nạn nhân là bà Nguyễn Thị Hải, 51 tuổi, do quá đau buồn về sự ra đi đột ngột của con nên đã ngất đi tỉnh lại nhiều lần ngay tại phòng xử án. Nhiều người thân khác của bị hại cũng không kìm nén được cảm xúc khi liên tục gọi to tên của bị hại ngay trong phòng xử án. Vợ bị hại là chị Nguyễn Minh Thương ôm chặt đứa con gái thứ hai mới được năm tháng tuổi cùng đứa con trai lớn của bị hại mới 3 tuổi cũng có mặt tại phòng xử án.
8h30 lực lượng Cảnh sát đưa các bị cáo vào phòng xử án. Trước những ánh mắt đầy tâm trạng của gia đình bị hại, các bị cáo đều cúi mặt xuống đất vì không dám đối diện. 11h kém, HĐXX tiến hành thẩm vấn các bị cáo để làm rõ các tình tiết liên quan đến vụ án mạng đau lòng này. Nhóm bị cáo hầu tòa về tội giết người gồm: Nguyễn Văn Tình, Nguyễn Văn Định (ở huyện Vĩnh Bảo, Hải Phòng); Phùng Đắc Tú, Phùng Mạnh Tuấn (ở xã Hợp Thịnh, huyện Tam Dương, Vĩnh Phúc); Đặng Quốc Tú và Nguyễn Văn Bính (ở phường Đồng Tâm, thành phố Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc). Cùng hầu tòa còn có hai bị cáo là Nguyễn Duy Hiệp, ở thành phố Vĩnh Yên bị truy tố về tội không tố giác tội phạm và Nguyễn Anh Tuấn, ở huyện Vĩnh Tường, Vĩnh Phúc bị truy tố về tội che giấu tội phạm.
Theo cáo trạng, ngày 14-3, sau khi hết giờ làm việc, anh Tuấn Anh đi uống rượu cùng với một số đồng nghiệp làm ở khu công nghiệp Khai Quang. Do có hẹn trước với Nguyễn Duy Hiệp nên sau khi uống rượu, anh Tuấn Anh rủ nhóm bạn đến quán Apolo để hát karaoke và uống bia. Rời quán hát, anh Tuấn Anh rủ Hiệp vào quán để ăn đêm. Tại đây, hai người gặp nhóm thanh niên đang ngồi ăn ở đó. Họ đều ở tại căn nhà 4 tầng ở đường Hùng Vương. Do mâu thuẫn trong bữa nhậu, anh Tuấn Anh bị nhóm thanh niên ngồi ăn cùng quán đuổi đánh ngã xuống kênh nước và tử vong sau đó.
Chiều 15/3, gia đình anh Tuấn Anh không thấy con về, tìm không được nên đã gửi đơn đến cơ quan Công an trình báo. Trong ngày đầu thẩm vấn, lời khai của các bị cáo đều phù hợp với cáo trạng đã truy tố. Không bị cáo nào chối bỏ hành vi phạm tội của mình.
Sau 2 ngày xét xử, chiều 6/9 HĐXX tuyên phạt nhóm bị cáo bị truy tố về tội giết người: Phùng Mạnh Tuấn, tử hình; Phùng Đắc Tú và Đặng Quốc Tú cùng án chung thân; Nguyễn Văn Tình 18 năm; Nguyễn Văn Định 20 năm; Nguyễn Văn Bính (tức Bình cong) 12 năm. Riêng bị cáo Anh Tuấn nhận mức án 3 năm tù về tội che giấu tội phạm và bị cáo Duy Hiệp 2 năm 6 tháng tù về tội không tố giác tội phạm