Trước đó, vào lúc 20 giờ 10 phút, ngày 15/7, Phòng Cảnh sát hình sự, Công an tỉnh Đồng Nai nhận được tin báo anh Nguyễn Thế Anh (43 tuổi), ngụ tại ấp Phương Mai, xã Phú Lâm, đang ngồi nhậu tại nhà cùng anh Đ.Q.T (gần nhà) thì bị trúng đạn vào tay và cổ.
Lúc này, nạn nhân bỏ chạy vào nhà, được gia đình đưa đi cấp cứu tại bệnh viện nhưng đã tử vong do vết thương quá nặng.
Ngay sau khi tiếp nhận thông tin, lực lượng công an xã Phú Lâm và Phòng Cảnh sát hình sự Công an tỉnh Đồng Nai đã có mặt tại hiện trường, phối hợp các cơ quan, đơn vị liên quan khám nghiệm hiện trường, tiến hành các hoạt động điều tra. Đồng thời, đề xuất Ban Giám đốc Công an tỉnh Đồng Nai xác lập Chuyên án phối hợp của Cục Cảnh sát hình sự (Bộ Công an) khẩn trương điều tra, truy xét nghi can gây án.
Đến sáng 17/7, lực lượng Công an đã tổ chức bắt giữ nghi can Trần Thanh Hải khi đang lẩn trốn và thu giữ các tang vật gây án.

Qua đấu tranh khai thác, đối tượng khai nhận do có mâu thuẫn về tiền bạc nên nảy sinh ý định tước đoạt mạng sống của nạn nhân để trả thù, đã đặt mua súng, đạn trên mạng xã hội.
Khoảng 14 giờ ngày 15/7, Hải điều khiển xe máy từ nhà ở phường Bà Rịa, Thành phố Hồ Chí Minh, mang theo khẩu súng trên đến nhà của nạn nhân ở ấp Phương Mai, xã Phú Lâm, tỉnh Đồng Nai, gây án. Sau đó, đối tượng trở về nhà ở phường Bà Rịa cất giấu tang vật.
Hải có 2 tiền án về tội bắt giữ người trái pháp luật và tàng trữ trái phép chất ma túy.
Hiện, Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an tỉnh Đồng Nai đang tiếp tục mở rộng điều tra, làm rõ.