Khoảng 15 giờ 30 phút ngày 10-6, người dân đã báo cho Công an quận Dương Kinh về việc phát hiện thi thể trong 2 bao dứa tại vỉa hè phía trước cửa một ngôi nhà thuộc phường Đa Phúc, quận Dương Kinh. Khi được phát hiện, nạn nhân không mặc quần áo, hai tay bị buộc về phía trước ngực bằng dây nylon, phần đầu tử thi bị trùm bằng túi nylon màu đen và ngoài bao dứa.
Hoàng Hữu Thịnh đã bị bắt giữ bởi cơ quan công an.
Các cơ quan chức năng đã xác định rằng vụ việc là một trường hợp phức tạp gây ra hoang mang trong dư luận. Vì vậy, Giám đốc Công an TP Hải Phòng đã chỉ đạo các phòng nghiệp vụ phối hợp với Công an quận Dương Kinh tiến hành điều tra và xác minh. Công an quận Dương Kinh đã phối hợp với Phòng Cảnh sát quản lý trật tự xã hội của Công an TP Hải Phòng để thu thập dấu vân tay từ tử thi và kết quả tra cứu dấu vân tay đã xác định nạn nhân là chị V.H.A, sinh năm 1994, quê quán Thanh Lương, Hai Bà Trưng, Hà Nội và đăng ký hộ khẩu thường trú tại thôn Đại Trà Sơn, xã Đông Phương, huyện Kiến Thuỵ, TP Hải Phòng.
Các cơ quan chức năng đã tiến hành điều tra và phát hiện đối tượng Hoàng Hữu Thịnh có liên quan đến vụ án. Thịnh là người trông coi khu đầm thủy sản khoảng 650 m2 cho người anh trai của mình. Công an quận Dương Kinh đã triển khai các biện pháp nghiệp vụ như rà soát, trích xuất hình ảnh camera xung quanh hiện trường trên đường Đa Phúc và mở rộng hiện trường, tìm kiếm dấu vết để giải quyết vụ án.
Vào lúc 18 giờ 30 phút ngày 11-6, Công an quận Dương Kinh đã tiến hành kiểm tra nơi cư trú của Thịnh và phối hợp với Phòng Cảnh sát hình sự, Công an thành phố đưa Thịnh về trụ sở đấu tranh. Sau đó, họ đã tới hiện trường để làm việc với thi thể nạn nhân.
Hoàng Hữu Thịnh đã thực hiện hành động gây ra cái chết của chị V.H.A. sau khi hẹn cô ta đến căn nhà cấp 4 ở đầm nuôi trồng thủy sản mà Thịnh đang trông coi vào tối ngày 9-6. Thịnh khai nhận việc gây án do có quen biết với chị V.H.A. từ trước đó khiến cho vụ việc trở nên đau lòng.
Vào khoảng 12h30 đêm ngày 10-6, Thịnh và chị V.H.A. có xảy ra mâu thuẫn dẫn đến xô xát. Trong lúc xô đẩy, chị V.H.A. té ngã và không tỉnh táo. Thấy vậy, Thịnh đã dùng dây buộc tay chân chị A. và đưa thi thể vào bao tải rồi mang ra ngoài vỉa hè đường Đa Phúc. Sau đó, Thịnh mang quần áo và xe đạp của chị V.H.A. đến khu vực ruộng lúa tại tổ dân phố Đông Lãm, phường Đa Phúc (khoảng cách 1,5km từ hiện trường) để vứt bỏ.
Các nhân viên của cơ quan công an đã xác định rằng hành vi của Hoàng Hữu Thịnh có liên quan đến tội giết người, theo quy định tại Điều 123 của Bộ Luật Hình sự. Hiện nay, Phòng Cảnh sát Hình sự thuộc Công an TP Hải Phòng đang tiếp nhận hồ sơ vụ án để tiến hành điều tra theo thẩm quyền.