Qua kết quả giám định, Phòng Kỹ thuật hình sự Công an tỉnh Thái Nguyên kết luận nguyên nhân chết của quân nhân Đô là ngạt do treo cổ. Thời gian chết sau bữa ăn cuối cùng từ 2 - 3 giờ; thời gian chết đến thời điểm khám nghiệm tử thi từ 6 - 8 giờ.
Về cơ chế hình thành các dấu vết trên thi thể của Đô, vết rãnh hằn vùng cổ và sây sát da vùng cằm trái, mặt tím tái phù nề, sung huyết các phủ tạng… do treo cổ; vết sây sát da và tụ máu dưới da vùng thái dương phải do tác động tương hỗ với vật có bề mặt không phẳng; vết sây sát da vùng ngực và cổ tay trái do tác động tương hỗ với vật có bề mặt không phẳng; các vết sẹo mờ hình tròn vùng hạ sườn trái và hố chậu trái là bệnh lý da.
Đáng chú ý, Cơ quan Điều tra đã lấy lời khai của toàn bộ cán bộ, học viên, nhân viên phục vụ đi huấn luyện dã ngoại của Đại đội 14 và một số lời khai của các quân nhân huấn luyện tân binh ở Trung đoàn 2, Sư đoàn 3 cùng với chiến sĩ Trần Đức Đô (trong đó có quân nhân Trần Văn Hiếu, cùng tuổi, cùng quê, cùng nhập ngũ, huấn luyện tân binh cùng đơn vị, là chú họ của chiến sĩ Trần Đức Đô).
Các lời khai đều khẳng định không có hiện tượng mất đoàn kết, hành hung, quân phiệt, đánh nhau xảy ra trong đơn vị. Đa số đều nhận xét chiến sĩ Đô là người trầm tính, ít nói, không vi phạm kỷ luật, không thấy có mâu thuẫn với ai…
"Kết quả kiểm tra, xác minh không phát hiện thấy quân nhân Trần Đức Đô bị xúi giục, bức ép, làm nhục; không có mâu thuẫn trong đơn vị, gia đình, quan hệ tình cảm nam nữ; không có hành vi cờ bạc, lô đề, vay nợ; không có việc bị đánh đập hành hung. Các dấu vết sây sát trên cơ thể quân nhân Đô là do khi treo cổ và quá trình cắt dây đưa Đô xuống để cấp cứu đã làm va quệt vào thân cây gây ra. Với diễn biến và kết quả kiểm tra, xác minh nêu trên, đủ căn cứ để xác định không có sự việc phạm tội xảy ra"- kết luận nêu rõ và cho rằng căn cứ quy định tại khoản 1 Điều 157 và khoản 1 Điều 158 Bộ luật Tố tụng hình sự, Cơ quan Điều tra hình sự Khu vực 3, Quân khu 1 kết luận xác minh, ra quyết định không khởi tố vụ án hình sự đối với sự việc trên.