Theo điều tra ban đầu, vào khoảng 11 giờ, ngày 6/9, nhóm của Tăng có khoảng 7 người nhậu tại một phòng trọ trên địa bàn phường Long Bình, thành phố Biên Hòa, Đồng Nai. Trong lúc nhậu, anh Phan Bá Thanh 24 tuổi quê ở Hà Tĩnh có xảy ra mâu thuẫn với hai người bạn. Thấy vậy, Tăng vào can ngăn thì bị Thanh đòi đánh.
Khoảng 15 giờ 30 phút cùng ngày 6/9, Thanh và Tăng tiếp tục hẹn nhau ra khu vực công viên Tam Hiệp thuộc phường Bình Đa, thành phố Biên Hòa để nói chuyện. Khi đi, Tăng và Thanh gọi thêm một số đối tượng mang theo dao và một số hung khí.
Khi nhóm của Thanh tới, hai bên lao vào đánh nhau, hậu quả là Phan Bá Thanh bị Ngô Đức Tăng dùng dao Thái Lan đâm vào cổ khiến nạn nhân gục tại chỗ. Sau khi gây án, Tăng cùng các đối tượng đã điều khiển xe máy rời khỏi hiện trường. Riêng Thanh được người dân đưa vào bệnh viện cấp cứu nhưng tử vong ngay sau đó.
Nhận được tin báo, Phòng Cảnh sát hình sự phối hợp với Phòng Kỹ thuật hình sự Công an tỉnh và Công an thành phố Biên Hòa khám nghiệm hiện trường và tử thi, khẩn trương điều tra làm rõ vụ việc. Đến khoảng 17 giờ 30 phút ngày 6/9, đối tượng Ngô Đức Tăng đã đến cơ quan công an đầu thú và khai nhận hành vi phạm tội của mình. Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an tỉnh Đồng Nai đã ra quyết định tạm giữ hình sự đối với Ngô Đức Tăng để tiếp tục điều tra về hành vi giết người.
