Ngày 14/3/2017, bà Phan Thị Minh, sinh năm 1974, trú tại xã Tam Phước, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đến Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an huyện Đất Đỏ trình báo và yêu cầu xác minh em gái là Phan Thị Thuận (là vợ của Nguyễn Trung Hoàng, sinh năm 1979, trú tại khu phố Phước Hội, thị trấn Đất Đỏ, huyện Đất Đỏ) bị mất tích, nghi vấn bị giết.
Sau đó, Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an huyện Đất Đỏ tiến hành xác minh, triệu tập Nguyễn Trung Hoàng để lấy lời khai. Ngày 10/5, Hoàng khai cách đây khoảng 4 - 5 năm, do mâu thuẫn vợ chồng, Hoàng đã có hành vi dùng cây tràm đánh vào đầu chị Thuận dẫn đến chết. Sợ bị phát hiện, Hoàng đã đục bồn cầu cho xác chị Phan Thị Thuận xuống hầm cầu trong nhà mình.
Ngày 12/5, PC45 chủ trì, cùng với Phòng Kỹ thuật hình sự Công an tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Công an huyện Đất Đỏ, Viện kiểm sát nhân dân tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu thi hành Lệnh khám xét khẩn cấp nơi ở đối với Nguyễn Trung Hoàng, tại khu phố Phước Hội, thị trấn Đất Đỏ, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Quá trình khám xét đã sử dụng nhân công, phương tiện khai quật hầm cầu (rộng 0,7m, dài 1,4m, sâu 2,4m) dưới nhà vệ sinh, trong nhà Hoàng.
Kết quả, phát hiện dưới hầm cầu có một bộ xương người, 1 dao Thái Lan (kích thước dài 29cm, chỗ lưỡi rộng nhất 5cm), 1 liềm sắt, 1 vòi tắm hoa sen, 1 quần dài nam, 1 bộ quần áo và 1 áo khoác nữ. Bộ xương người đã phân hủy hoàn toàn; xương sọ bị vỡ thành nhiều mảnh, có dấu vết băm chém; xương cánh tay trái có vết chém, nhưng không đứt lìa. Sau khi khám xét, đã tiến hành khám nghiệm, thu giữ mẫu vật phục vụ giám định ADN.
Căn cứ kết quả điều tra ban đầu, xác định hành vi của Nguyễn Trung Hoàng có dấu hiệu phạm vào tội giết người, quy định tại Điều 93 Bộ luật hình sự.
