Theo kết quả điều tra ban đầu, Trần Hữu Sơn được xác định là nghi can sát hại chị C.T.N. (37 tuổi, quê Bến Tre) chủ tiệm cắt tóc trên đường Bùi Văn Hòa (thuộc khu phố 7, phường Long Bình, thành phố Biên Hòa).
Làm việc với cơ quan Công an, Sơn khai nhận có quan hệ tình cảm với chị N. và thường xuyên đếm tiệm cắt tóc của chị N chơi. Trưa 5/8, Sơn đến chơi thì phát hiện chị N nhắn tin qua lại với một người đàn ông khác. Sơn nghi ngờ chị N có quan hệ với người khác nên giữa hai bên xảy ra mâu thuẫn. Trong lúc cự cãi, do tức giận Sơn lấy dao tấn công, đâm nhiều nhát vào người chị N khiến nạn nhân gục tại chỗ và tử vong sau đó.
Sau khi gây án, Sơn lấy điện thoại và ví tiền của chị N rồi nhanh chóng rời khỏi hiện trường. Sơn đón xe ôm về phòng trọ tại phường Long Bình và sử dụng số tiền đã lấy của chị N chơi trò chơi điện tử.
Bằng các biện pháp nghiệp vụ, khoảng 1 giờ ngày 6/8, lực lượng Công an đã bắt giữ Trần Hữu Sơn và thu giữ các tang vật liên quan.
Trước đó, chiều 5/8, người nhà gọi điện thoại cho chị C.T.N nhưng không được nên đã đến tiệm cắt tóc để kiểm tra. Khi đến nơi phát hiện chị N nằm dưới nền nhà, trên người có nhiều vết máu. Thời điểm phát hiện vụ việc, tiệm cắt tóc có dấu hiệu bị xáo trộn. Xe máy của nạn nhân vẫn còn tại hiện trường nhưng một số tài sản đã mất.
