Như thông tin báo PNVN đã đăng tải trước đó, vào khoảng 17h ngày 3/1, Công an huyện Tri Tôn nhận được tin báo từ Công an xã Châu Lăng về việc phát hiện một thi thể nữ trên phần đất ruộng dưới chân núi Mồ Côi (ấp Rò Leng) của gia đình bà Néang Hum. Nạn nhân tử vong trong tình trạng không mặc quần và áo bị xộc xệch. Trên người nạn nhân có nhiều vết xây xát, nhất là trán và hai mắt có vết bầm tím… Xung quanh hiện trường vụ án có nhiều dấu vết giằng co giữa nạn nhân và kẻ thủ ác. Sau đó, bằng các biện pháp nghiệp vụ, cơ quan điều tra xác định nạn nhân là chị Trần Thị Thu H. (27 tuổi, ngụ cùng địa phương).
Để phục vụ việc điều tra, lãnh đạo Công an huyện Tri Tôn đã huy động lực lượng phối hợp cùng Công an xã Châu Lăng tiến hành bảo vệ hiện trường và điều tra ban đầu. Sau đó, các lực lượng nghiệp vụ của Công an tỉnh An Giang đã nhanh chóng tiến hành khám nghiệm hiện trường, khám nghiệm tử thi. Đồng thời, tăng cường khoanh vùng, truy tìm đối tượng.
Trong quá trình điều tra xác định, vào khoảng thời gian xảy ra sự việc, có nhân chứng thấy đối tượng Lâm Văn Đởi (công nhân của công ty khai thác đá trên địa bàn) có điều khiển xe máy đến khu vực này. Bị đưa về cơ quan Công an để lấy lời khai, lúc đầu, Đởi quanh co chối tội, không thừa nhận. Tuy nhiên, bằng các biện pháp nghiệp vụ, đến 21h cùng ngày, Đởi đã thừa nhận hành vi phạm tội của mình.
Đởi khai nhận, trưa 3/1, trong lúc nhậu tại nhà ông Trần Văn Để (cha nạn nhân H.) cùng một số người bạn, Đởi thấy chị H. dắt dê đi chăn. Lúc này, Đởi nảy sinh ý định sẽ quan hệ tình dục với H. nên đến hỏi H. đi chăn dê ở đâu rồi tiếp tục vào nhậu. Đến khoảng 15h30 cùng ngày, Đởi điều khiển xe máy đi tìm chị H. Khi đến khu vực ấp Rò Leng, Đởi thấy chị H. đang đứng chăn dê dưới phần đất ruộng của bà Néang Hum. Đởi đi đến chỗ H. nói chuyện một lúc rồi đòi quan hệ tình dục nhưng chị H. không đồng ý và phản đối quyết liệt.
Lo sợ bị người khác phát hiện, Đởi đã dùng tay đánh và siết cổ chị H. cho đến khi tử vong rồi thực hiện hành vi hiếp dâm đối với nạn nhân. Chưa dừng lại, sau đó, Đởi kéo thi thể nạn nhân đi cách hiện trường một đoạn rồi tiếp tục hành vi hiếp dâm.
Sau khi gây án, Đởi lên xe máy đi về nhà thay đồ và đi ngủ như bình thường. Đến tối cùng ngày, lực lượng Công an đến triệu tập Đởi về trụ sở làm việc.
Theo gia đình nạn nhân, chị H. là con gái thứ ba trong gia đình có bốn người con. Hàng ngày, ngoài phụ cha mẹ làm rẫy, chị H. còn chăn dê quanh chân núi Mồ Côi (cách nhà khoảng 200m).
Vụ án mạng đã gây rúng động dư luận địa phương vì hành vi quá tàn ác và đồi bại của kẻ gây án với nạn nhân.