Theo thông tin ban đầu, Nguyễn Văn Kiên, là giáo dân công giáo, thường đi lễ, đọc kinh tại Nhà thờ thuộc xã Sa Loong. Tối 29/1, Kiên biết tại nhà bà Y Mới (thôn Giang Lố 2, xã Sa Loong, một điểm sinh hoạt các nghi thức tôn giáo của giáo dân) đang diễn ra nghi lễ do Linh mục Trần Ngọc Thanh chủ trì. Kiên đã lấy một con dao dài khoảng 40cm của gia đình đến nhà bà Y Mới.
Lúc đầu, do thấy đông người nên Kiên đứng bên ngoài nhà đợi. Đến khoảng 19 giờ 30 phút, khi mọi người ra về, trong phòng chỉ còn khoảng 20 người, Kiên đi vào dùng dao sát hại ông Trần Ngọc Thanh. Sau đó, thấy có người đang ngồi chỗ đàn Piano ở gần bàn thờ Chúa, Kiên tiếp tục chạy đến dùng dao chém. May mắn, người này kịp dùng ghế gỗ để đỡ nhát chém và chạy thoát ra ngoài. Sau khi vụ việc xảy ra, người dân có mặt tại đây đã kịp thời khống chế, bắt giữ Kiên và đưa ông Trần Ngọc Thanh đi cấp cứu nhưng đã tử vong.
Ngay sau khi nhận được tin báo, lực lượng chức năng cùng chính quyền địa phương và các Linh mục phụ trách giáo xứ tổ chức khám nghiệm hiện trường, tử thi, lấy lời khai các nhân chứng, đồng thời ra quyết định khởi tố vụ án, khởi tố bị can và ra lệnh tạm giam đối tượng Nguyễn Văn Kiên để điều tra làm rõ động cơ, mục đích giết người và xử lý nghiêm theo quy định của pháp luật.