Theo Đại tá Nguyễn Hoàng Thắng, Trưởng công an quận Bình Thạnh, TPHCM: ngay sau khi nắm thông tin vụ việc, công an quận nhanh chóng chỉ đạo các lực lượng nghiệp vụ triển khai truy xét nóng.
Qua điều tra xác định, tài sản mà nạn nhân bị mất gồm chiếc giỏ xách, 500 ngàn đồng và 1 điện thoại hiệu Samsung Galaxy Note 8. Do nạn nhân nữ còn lại là Nguyễn Hồng Trúc Vy (sinh năm 1993, ngụ quận Gò Vấp) vẫn đang hôn mê nên các đơn vị phải lần tìm manh mối từ những dấu vết của những hình ảnh mờ nhạt từ hệ thống camera an ninh. Các tổ nghiệp vụ đã rà soát toàn bộ các cửa hàng cầm đồ, cửa hàng thu mua điện thoại trên địa bàn và một số khu vực ở quận Thủ Đức, Gò Vấp đều được sàng lọc nhiều ngày liền.
Sau đó, thông tin một phụ nữ đến bán một chiếc điện thoại gần giống với điện thoại của nạn nhân với biểu hiện khả nghi được người dân trình báo. Tiếp cận người này, công an đã lần ra Trần Thanh Tín (sinh năm 2003, ngụ phường 21, quận Bình Thạnh) là người bán lại điện thoại.
Từ dữ liệu trong hình ảnh camera cho thấy dáng người trùng hợp với Tín, nên công an triệu tập Tín về trụ sở để lấy lời khai. Tại đây Tín đã thú nhận do cần tiền chơi game, tiêu xài nên Tín cùng Ngô Hoàng Anh (sinh năm 2000, ngụ phường 22, quận Bình Thạnh) lấy xe máy đi cướp giật.
Ngay sau đó, các trinh sát cũng đã tiếp cận nhà riêng của Ngô Hoàng Anh để tóm gọn tên đồng phạm. Được biết, hai nghi can gây ra vụ án này đều là thành phần bất hảo tại địa phương. Ngay khi còn nhỏ đã quậy quá, thiếu sự giáo dục của gia đình, bị nhà trường cho thôi học.
Trước đó, lúc 22h30 ngày 25/10, chị Vy cùng người bạn tên Dung điều khiển xe máy trên cầu Thủ Thiêm hướng từ quận 2 về quận Bình Thạnh. Vừa đổ dốc cầu, họ bị hai đối tượng áp sát giật giỏ xách. Cả hai cô gái bị té đập đầu xuống đường, chị Vy bị gãy xương quai hàm, hôn mê sâu; còn chị Dung do vết thương quá nặng đã tử vong sau đó.