Kết quả điều tra xác định, Nguyễn Đăng Khoa (sinh năm 1999, thường trú Tiền Giang) và nạn nhân V.T.T (sinh năm 1999, thường trú Đồng Nai) ở cùng khu nhà trọ trên đường Quang Trung, khu phố 5, phường Tăng Nhơn Phú B, TP Thủ Đức. Phòng của Khoa ở dãy đối diện với dãy của phòng chị T.

Nguyễn Đăng Khoa học hết lớp 10 thì nghỉ, đi làm công việc bán thời gian không ổn định, ham chơi game. Sắp đến Tết nhưng không có tiền tiêu xài, ngày 8.2.2024 (tức ngày 28 tháng Chạp Âm lịch), thấy chị T ở một mình trong phòng, chuẩn bị đồ về quê ăn Tết (lúc này những người khác trong khu trọ đã về quê) nên Nguyễn Đăng Khoa lấy lý do nhờ chị T qua phụ dịch chuyển tủ quần áo nhằm để chị qua phòng Khoa.

Khi chị T vừa qua phòng thì Khoa đóng cửa lại, dùng dao đe dọa, uy hiếp chị T, dùng vũ lực tấn công, khống chế và dùng dao tấn công, đâm chị T, rồi lục tìm lấy tài sản của chị (gồm 1 lắc vàng, 3 nhẫn vàng, 1 điện thoại di động Iphone 12 Pro, 1 sợi dây chuyền vàng, 1 đôi bông tai vàng và 3.000.000 đồng) và thực hiện hành vi hiếp dâm chị T.

Để che giấu hành vi phạm tội, Nguyễn Đăng Khoa đã dùng dao chặt, phân thi thể chị T thành 13 phần, cho vào các túi ni-lông cột kín, rồi dùng xe máy chở 2 lần đi đến quăng xuống mép kênh ven đường đi vào Khu công nghệ cao thuộc phường Tăng Nhơn Phú A, TP. Thủ Đức.

Sau đó Khoa đi bán một số tài sản đã cướp được của nạn nhân, rồi đem theo một số món nữ trang cướp được chưa bán và đón xe khách về nhà bạn gái tại xã Cát Khánh (huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định) chơi Tết cho đến ngày 13.2.2024 thì bị bắt giữ. Hiện Nguyễn Đăng Khoa đã thừa nhận toàn bộ hành vi phạm tội của mình.