Theo lời khai của Thiện: vào tối ngày 23/5 do ghen tuông, nghi vợ mình là bà Cao Thị Nga ( 51 tuổi) có tình nhân nên Thiện đã dùng búa chém nhiều nhát vào đầu vợ khiến nạn nhân ngã xuống sông tử vong, sau đó đẩy xác xuống sông. 

Đến rạng sáng cùng ngày, người dân phát hiện xác bà Nga trôi dạt trên sông nên đã trình báo cơ quan Công an. Qua công tác khám nghiệm hiện trường, khám nghiệm tử thi, lực lượng chức năng phát hiện nạn nhân có nhiều vết thương, ngã xuống nước dẫn đến tử vong.

Từ những chứng cứ thu thập được lực lượng chức năng xác định Thiện là hung thủ của vụ án.Cơ quan công an cũng đã thu giữ dưới gầm giường nhà nạn nhân cây búa dài 38cm, hai mặt lưỡi búa dính nhiều vết màu nâu như máu.