Trong lúc khám nghiệm hiện trường, những người làm nhiệm vụ cảm thấy đau lòng trước sự việc vì chồng và con lớn chị P. đều đi làm, đi học ở xa nên không một ai bên cạnh. Chính điều này càng thôi thúc các anh nhanh chóng tìm ra kẻ thủ ác.
Sáng hôm đó, do có cảm giác bất an trong người, chị Trần Thị T. (20 tuổi), là con gái lớn của chị P., đang trọ tại TP HCM, gọi điện cho mẹ và em gái nhưng không liên lạc được. Lo sợ có chuyện chẳng lành với mẹ và em, T. gọi điện nhờ chị hàng xóm là Đặng Thị M. chạy sang tìm hiểu. Khoảng 9 giờ 30 cùng ngày, chị M. qua nhà chị Tâm thì phát hiện sự việc.
Dấu vết để lại không nhiều, hiện trường ít bị xáo trộn nhưng qua khám nghiệm cho thấy, đây là vụ án mạng với nhiều khả năng hai mẹ con chị P. bị hung thủ đột nhập vào nhà sát hại.
Trước tính chất nghiêm trọng của vụ án, Ban giám đốc Công an tỉnh Đồng nai chỉ đạo các phòng nghiệp vụ nhanh chóng vào cuộc tiến hành điều tra, truy bắt hung thủ để kịp thời trấn an dư luận, ổn định tình hình an ninh trật tự. Các biện pháp nghiệp vụ được áp dụng triệt để nhằm nhanh chóng điều tra sớm kết thúc vụ án.
Hàng xóm của gia đình chị P. cho biết, chị và con gái thường tắt đèn đi ngủ lúc 8, 9 giờ tối. Tuy nhiên, ngay đêm xảy ra sự việc, mới chỉ 7 giờ nhưng họ thấy điện trong nhà chị P. đã tắt, mọi sinh hoạt trong nhà không còn động tĩnh gì. Có người còn cho biết, khoảng 15 giờ ngày hôm trước, còn thấy cháu L. vui vẻ không có điều gì bất thường.
Con gái lớn nạn nhân cung cấp, sau khi nhận tin báo của hàng xóm liền về nhà thấy trên bàn trong phòng bếp có một gạt tàn thuốc lá mà trước đó nhà không có. Ngoài ra, cạnh gạt tàn còn có một ly nước, nên có thể khẳng định trước khi hai mẹ con gặp nạn đã có khách là nam giới đến chơi.
Từ những tình tiết này, các trinh sát nhận định đây là vụ án giết người cướp tài sản, và cũng không loại trừ án mạng do những mâu thuẫn xã hội hoặc khúc mắc chuyện tình ái, nhưng hung thủ đã đánh lạc hướng bằng việc lấy đi một ít tài sản của nạn nhân. Minh chứng, số tài sản trên người hai mẹ con chị P. gồm điện thoại, nhẫn và dây chuyền vàng đã bị cướp, trong khi vật dụng có giá trị khác như xe máy vẫn còn.
Tạ Chung Phương bị bắt cùng tang vật vụ án
Các mũi trinh sát được huy động rà soát tất cả các mối quan hệ và những nguồn tin có liên quan đến hai nạn nhân. Hàng chục đối tượng nghi vấn trong và ngoài địa phương đều được triệu tập tiến hành lấy lời khai. Chỉ sau vài ngày sàng lọc, cơ quan chức năng để mắt đến một thanh niên tên Tạ Chung Phương (18 tuổi, ngụ tại xã Thống Nhất, huyện Bù Đăng, tỉnh Bình Phước).
Đối tượng này có quan hệ với cháu Trần Thị L. thông qua một người bạn của nạn nhân là Lê Minh Qúi (ngụ huyện Thống Nhất, Đồng Nai). Qúi hay dẫn Phương đến nhà của chị P. chơi và từ đó Phương quen với họ. Qua Qúi, các trinh sát xác định, tại thời điểm xảy ra vụ án, Phương đã có mặt tại khu vực nhà của nạn nhân.
Điều đáng nói là sau khi vụ án xảy ra, Phương tìm Qúi để thanh toán khoản nợ 500 ngàn đồng mượn trước đó rồi cắt liên lạc. Hành động này làm Qúi bất ngờ, vì lâu nay Phương là người sống lang thang ít có khả năng trả nợ, nay có tiền lẫn điện thoại mang theo khoe. Qua công tác nắm tình hình, các trinh sát còn xác định Phương là đối tượng đã có tiền án, tiền sự.
Trước những thông tin có được, Phương nổi lên là nghi vấn số 1 có liên quan đến cái chết của hai nạn nhân. Một tổ trinh sát nhanh chóng tiến thẳng về tỉnh Bình Phước ngay trong đêm để tiếp cận với gia đình của Phương. Tuy nhiên, Phương đã rời khỏi địa bàn. Người thân cho hay, trước đó hắn trộm 2,5 triệu đồng của mẹ rồi bỏ đi đâu không rõ.
Lập tức, các mũi trinh sát được huy động đến các địa bàn mà đối tượng từng lui tới nhằm truy bắt bằng được y trong thời gian nhanh nhất. Nỗ lực tìm kiếm, cuối cùng thông tin về đối tượng cũng dần được hé lộ. Chiều 17- 7-2012, các trinh sát nhận định tên Phương đang có mặt tại khu vực thị trấn huyện Trảng Bom. Ngay lập tức, tổ công tác được huy động đến tổ chức truy bắt khi đối tượng đang ăn chơi trong một quán bar.
Biết khó chối cãi, Phương thừa nhận chính y là hung thủ gây ra cái chết cho hai mẹ con chị P. Vào đầu năm 2012, Phương đến hái điều thuê cho chị P. nên biết rõ ở nhà chỉ có chị P. sống cùng con gái là cháu L. do chồng đi hợp tác lao động. Hai mẹ con chị thường đeo nhiều nữ trang và sử dụng điện thoại di động có giá trị. Thời gian gần đây Phương thường lui tới nhà chị P. chơi với cháu L. Do túng thiếu nên Phương đã này sinh ý định giết mẹ con chị P. để cướp tài sản.
Để thực hiện âm mưu, hôm đó Phương đến nhà chị P. chở cháu L. đi mua bún về ăn. Khi chị P. chở L. đi công chuyện thì Phương ra quán cà phê đối diện nhà chờ. Đến khoảng 11 giờ, chị P. về. Chờ chị P. ăn cơm và đi ngủ, Phương nhắn tin rủ cháu L. ra gốc cây chôm chôm trong vườn sau nhà ngồi chơi. Trong lúc nói chuyện, y bất ngờ sát hại L. Sau khi gây án, Phương đi vào nhà sát hại chị P. khi chị đang ngủ.
Sau khi sát hại 2 mẹ con chị P., Phương tạo hiện trường giả là hai mẹ con cùng tự tử . Sau đó, kẻ thủ ác lục tìm tài sản trong nhà lấy 2 ĐTDĐ, 2 chiếc nhẫn 2 chỉ, 1 sợi dây chuyền 5 chỉ của hai mẹ con chị P. đang đeo, rồi tìm cách khóa cửa nhà từ bên trong và tẩu thoát khỏi hiện trường.
Trong hành trình trốn chạy, Phương bán số nữ trang được 13,8 triệu đồng, cầm 1 trong 2 chiếc ĐTDĐ được 400 ngàn đồng, rồi về thị trấn Trảng Bom lẩn trốn. Tại đây, Phương thuê phòng ở một nhà nghỉ, ban ngày ngủ, ban đêm đi tiêu tiền, được 5 ngày thì bị bắt.
Tại phiên sơ thẩm, TAND tỉnh Đồng Nai tuyên án bị cáo Phương mức tử hình. Ngày 29-8-2013, TAND tối cao tại TPHCM xét xử phúc thẩm. Xét hành vi giết người của Phương là quá tàn độc, Hội đồng xét xử tuyên bác đơn kháng cáo xin giảm nhẹ hình phạt, tuyên y án tử hình về 2 tội "giết người" và "cướp tài sản".