Các đối tượng gồm: Lưu Thái Anh, sinh năm 1984, Nguyễn Bá Tùng Anh, sinh năm 1988, đều trú tại thị trấn Mộc Châu, huyện Mộc Châu, tỉnh Sơn La; Đặng Văn Bảy, sinh năm 1989, quê ở xã Thanh Uyên, huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ.
Trong đó, Lưu Thái Anh là đối tượng đang bị Công an tỉnh Quảng Ninh truy nã đặc biệt (Thái Anh tham gia vào đường dây vận chuyển hơn 1000 bánh ma túy, 200.000 viên ma túy tổng hợp và 25kg ma túy đá từ Lào về Việt Nam, bị Công an tỉnh Quảng Ninh triệt phá vào năm 2012).
Trước đó vào giữa tháng 2/2017, các trinh sát Đội Cảnh sát kinh tế Công an quận Đống Đa phát hiện một số đối tượng có hành vi vận chuyển ma túy liên tỉnh với số lượng lớn.
Sau đó, chuyên án đấu tranh với nhóm tội phạm này đã được Công an quận Đống Đa xác lập. Ngày 27/2, các tổ công tác của Công an quận Đống Đa đã "tung lưới" bắt gọn các đối tượng khả nghi khi nhóm đối tượng này di chuyển trên xe ô tô từ Mộc Châu về đến hầm chui Mễ Trì - Đại lộ Thăng Lăng (hướng từ Hòa Lạc về Hà Nội).
Quá trình kiểm tra xe ô tô nhãn hiệu Kia K3, biển kiểm soát 30A 89130 của Thái Anh, tổ công tác thu giữ 1 chiếc cặp đựng 15 bánh hêrôin. Trên ghế xe cạnh tay lái có một khẩu súng K59, trong băng có 7 viên đạn, 1 viên đã lên nòng; một quả lựu đạn. Theo cơ quan điều tra, Lưu Thái Anh là đối tượng hung hãn, đối tượng luôn đem theo vũ khí nóng bên người, súng lên đạn sẵn.
Quá trình lẩn trốn, Thái Anh tiếp tục lập ra đường dây mua bán, vận chuyển trái phép chất ma túy số lượng lớn từ Sơn La về Hà Nội sau đó đưa lên Cao Bằng. Trước khi thực hiện vụ này, nhóm đối tượng do Thái Anh cầm đầu đã thực hiện trót lọt 2 vụ trước Tết Nguyên Đán.