Theo kết quả điều tra, Long thường đến nhà ông Nguyễn Hiếu Học (chủ tiệm vàng Hiếu Học, thuộc thị trấn Trảng Bom, huyện Trảng Bom) chơi và có quan hệ tìnּh dụּc đồng tính. Thấy bạn tình của mình là chủ tiệm vàng lại thường ở nhà một mình nên Long nảy sinh ý định sát hại để lấy tiền, vàng. Để thực hiện hành vi của mình, Long rủ thêm bạn là Ngọc Anh, Tốt.
Đêm 26-8-2013, Long gọi Tốt và Ngô Đình Trọng (hiện đang bỏ trốn) chuẩn bị dao. Sau đó Long gọi điện cho ông Học nói có bạn mới là Ngọc Anh sẽ đến nhà chơi rồi ngủ lại. Khi ông Học đồng ý nên cả hai đến nhà ông Học. Khi hai bị can này yêu cầu ông Học cởi đồ, đấm lưng xoa bóp để quan hệ đồng tính thì cả hai đã dùng dao mang sẵn đâm 23 nhát vào cổ, đầu, mặt, bụng, lưng chủ tiệm vàng khiến nạn nhân tử vong.
Sau khi giết ông Học, cả hai rửa tay sạch sẽ, mặc quần áo rồi lấy túi đựng tiền, vàng, điện thoại, xe máy SH (tổng cộng khoảng 2,8 tỉ đồng) rồi chạy lên TP.Đà Lạt. Tại đây, hai bị can đưa xe máy vào bãi giữ xe bỏ đó, đi mua điện thoại rồi đón taxi đi TP.Nha Trang.
Tại đây, Ngọc Anh cho em gái của mình gần 200 triệu, trên 1.000 USD cùng điện thoại, vàng và máy tính xách tay. Khi em gái hỏi thì Ngọc Anh không nói. Để tránh sự truy bắt của công an, cả hai đón xe ra Hà Nội. Tại Hà Nội, Long cho chị gái trên 190 triệu đồng.
Ngày 4-9-2013, Long và Ngọc Anh đến Quảng Ninh ăn chơi tiếp thì bị công an tỉnh Đồng Nai bắt tại một nhà nghỉ ở TP Hạ Long. Sau đó Nguyễn Văn Tốt ra đầu thú.
Theo cáo trạng, Long là chủ mưu và là người ôm ông Học để Ngọc Anh đâm nạn nhân. Còn Tốt là đồng phạm với vai trò giúp sức, chuẩn bị hung khí cho đồng bọn.
