Trở lại với quá trình điều tra vụ án, qua điều tra, Công an TP Hà Nội xác định vào khoảng 17h04’, đối tượng mặc áo chống nắng, đeo khẩu trang, đội mũ, điều khiển xe máy đi đến trường học của cháu bé để đón cháu. Sau khi bế cháu bé lên xe, đối tượng điều khiển xe máy đi về hướng xã Mễ Sở, huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên. Nhiều phút sau, đối tượng mới nhắn tin cho gia đình cháu Hương Th thông báo đã bắt cóc cháu bé và đòi gia đình phải đưa số tiền 1,5 tỷ đồng mới thả con.
Trước khi nhắn tin đòi tiền chuộc, nghi can Giáp Thị Huyền Trang đã nhẫn tâm ra tay sát hại cháu bé ở dưới ao. Sau khi sát hại cháu bé, đối tượng điều khiển xe đi lòng vòng qua một số cửa hàng tìm mua quần áo để thay hòng che giấu hành vi phạm tội và bỏ trốn. Qua điều tra ban đầu, nghi phạm Giáp Thị Huyền Trang chưa lập gia đình, cũng chưa có tiền án, tiền sự. Gia đình đối tượng ở quê nằm trong diện thuần nông.
Chiều tối 20/9, thông tin với PV, những người hàng xóm và biết nghi phạm này cho biết, đối tượng có khả năng vướng vào nợ nần và nghe nói còn tham gia vào việc bán thận nhưng đang chờ, chưa thực hiện được.
Trong chiều tối, đêm 19 và sáng 20/9, khi nhận được tin báo từ phía gia đình cháu bé, lực lượng Công an các đơn vị đã lục tung hàng trăm nhà nghỉ trên địa bàn huyện Gia Lâm, Văn Giang cũng như ở các quận, huyện lân cận nhưng cũng không tìm thấy đối tượng và cháu bé. Trong quá trình tìm kiếm, đêm 20/9, tại một nhà nghỉ trên địa bàn huyện Văn Giang có một phụ nữ bế cháu bé trạc độ tuổi của nạn nhân đang thuê phòng. Ban đầu, lực lượng truy bắt hy vọng đó là nghi can, song qua vài phút kiểm tra xác định không phải.
Các khu vực nghi vấn khác cũng được lực lượng Công an tập trung tìm kiếm và cho đến trưa 20/9, thi thể cháu bé được phát hiện tại ao nước ở thôn Nhạn Tháp. “Thời điểm nhận được thông tin tìm thấy thi thể cháu bé, lúc này chúng tôi đang bủa đi khắp nơi tìm kiếm, anh em khựng lại trong vài phút, không bước nổi vì quá đau đớn và phẫn nộ. Từ khi nhận được tin báo của Công an huyện Gia Lâm, tất cả các đơn vị đều như chạy đua với thời gian để điều tra, tìm kiếm cháu bé với hy vọng sẽ tìm thấy cháu nhanh nhất, giải cứu cháu bé an toàn.
Dù đã đặt ra nhiều tình huống xấu khác nhau để có phương án xử trí, nhưng khi đó, gần như khó ai có thể nghĩ đối tượng lại có thể nhanh chóng, nhẫn tâm sát hại cháu bé dã man trước khi nhắn tin đòi tiền chuộc từ phía gia đình nạn nhân”- một trinh sát trong Đội Điều tra trọng án của Phòng CSHS, Công an TP Hà Nội phẫn nộ.
Tới thời điểm này, sau hai đêm thức trắng, những người lính trọng án và các đơn vị phối hợp vẫn đang tập trung truy tìm, bắt giữ đối tượng gây án.