Sau một hồi chở chị M. đi vòng, đến khoảng 21 giờ 30 cùng ngày, Hậu chở chị M. ra khu vực đường gom rìa đê sông Thái Bình (thuộc địa phận khu Âu Việt, phường Nhị Châu, TP Hải Dương) và dùng vũ lực thực hiện hành cưỡng hiếp chị M..
Trong lúc thực hiện hành vi đồi bại, Hậu còn yêu cầu chị M. đưa cho mình túi xách (bên trong có điện thoại, tiền và một số giấy tờ tùy thân) của nạn nhân.
Khi đang thực hiện hành vi với nạn nhân, Hậu phát hiện 1 chiếc xe ôtô đi đến nên vội mặc quần áo, lên xe máy tẩu thoát khỏi hiện trường.
Ngay sau đó, chị M. chạy vào nhà dân gần đó cầu cứu và khi bình tĩnh hơn, nạn nhân làm đơn trình báo vụ việc đến cơ quan công an.
Ngay khi tiếp nhận thông tin, Công an TP Hải Dương khẩn trương vào cuộc tiến hành xác minh, đồng thời huy động lực lượng truy bắt đối tượng. Bằng các biện pháp nghiệp vụ, đến sáng 21-8, lực lượng công an đã bắt được Nguyễn Văn Hậu khi nghi phạm đang lẩn trốn tại phường Hà Trung, TP Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh.