Vụ án bắt nguồn từ việc Nguyễn Tuấn Anh và chị Nguyễn Thị N. (sinh năm 1978, trú tại phường Phương Liệt, quận Đống Đa) có quan hệ tình cảm với nhau. Mặc dù đã có gia đình nhưng cả hai vẫn thuê nhà trọ tại phường Định Công (quận Hoàng Mai, Hà Nội) để chung sống. Tối 20/11/2020, trong lúc cùng ăn tối tại phòng trọ, chị N. yêu cầu Tuấn Anh bỏ vợ nhưng Tuấn Anh không đồng ý nên đã xảy ra mâu thuẫn. Lúc cãi nhau, chị N. đang đứng rửa bát, Tuấn Anh chửi tục và nói: “…Hóa vàng hết!”. Chị N. hiểu là Tuấn Anh dọa đốt phòng trọ nên nói: “Anh đốt luôn cũng được, không vấn đề gì cả!”. Bực tức, Tuấn Anh chửi tục và đi đến cửa hàng xăng dầu gần đó mua 5 lít xăng về.
Bước vào phòng, thấy chị N. đang ngồi dựa lưng vào tường, tay cầm con dao để trước ngực, Tuấn Anh nói: “Thích chết thì chết cả hai”, đồng thời đổ hết xăng ra sàn phòng trọ. Thấy vậy, chị N. nằm ra thảm sàn phòng trọ có dính xăng và dọa tự sát, Tuấn Anh cũng nằm xuống bên cạnh chị N., để xăng thấm vào quần áo. Sau đó, chị N. ngồi dậy, bị cáo cũng ngồi dậy theo.
Đến khoảng 1 giờ sáng 21/11/2020, Tuấn Anh đứng bật lửa để hút thuốc tại lối đi chung trước cửa phòng trọ khiến lửa bén vào quần áo có dính xăng trên người. Tuấn Anh hoảng loạn chạy ra hướng cổng của khu nhà trọ. Lúc này cổng đóng khóa nên bị cáo chạy ngược lại về phía trong dãy phòng trọ. Tuấn Anh vừa chạy vừa đạp chân để cởi chiếc quần đang bốc cháy.
Khi Tuấn Anh chạy qua cửa phòng trọ của hai người thì lửa bén vào trong phòng và bùng lên. Thấy vậy, bị cáo hô hoán, kêu cứu và đạp cửa phòng xông vào, đưa chị N. ra ngoài và thực hiện sơ cứu, hô hấp nhân tạo. Cả hai người sau đó được người dân xung quanh đưa đi cấp cứu, nhưng ngày hôm sau chị N. đã tử vong do sốc bỏng.
Viện Kiểm sát xác định, mặc dù bản thân đang bị cháy và biết rõ trong phòng trọ có chị N. cũng đang bị dính xăng, nhưng Tuấn Anh vẫn chạy gần đến cửa phòng trọ, dẫn đến lửa bén vào phòng trọ, làm chị N. bị bỏng và tử vong.
Ngoài án phạt tù, Tòa còn tuyên buộc bị cáo Tuấn Anh phải bồi thường gần 250 triệu đồng cho gia đình nạn nhân, đồng thời chịu trách nhiệm chu cấp hàng tháng cho con của nạn nhân đến khi cháu bé đủ 18 tuổi.
Trước đó, tháng 12/2021, Tuấn Anh bị Tòa án nhân dân quận Hoàng Mai (Hà Nội) đưa ra xét xử về tội "Vô ý làm chết người". Tuy nhiên, sau phần thẩm vấn, xét thấy còn có mâu thuẫn giữa lời khai của bị cáo và hình ảnh video thu giữ được tại hiện trường. Để làm rõ hành vi của bị cáo là vô ý hay cố ý, Hội đồng xét xử đã quyết định trả hồ sơ vụ án, yêu cầu điều tra bổ sung.
Sau đó, cơ quan tố tụng thành phố Hà Nội đã quyết định đổi tội danh của bị cáo Tuấn Anh từ tội “Vô ý làm chết người” sang tội “Giết người” với cáo buộc hành vi của Tuấn Anh thuộc trường hợp “bằng phương pháp có khả năng làm chết nhiều người” và “có tính chất côn đồ”.