Quen nhau trong khi chơi bi-a, anh Hùng mời Hoàng về nhà chơi. Phát hiện trên đầu giường anh Hùng có chày gỗ, Hoàng đã lấy đánh anh liên tiếp sau đó lục lấy nhẫn vàng, ĐTDĐ và xe máy rồi bỏ trốn.

Khoảng 21h ngày 29/1, Công an phường Sài Đồng, quận Long Biên, Hà Nội nhận được tin trình báo của anh Nguyễn Chí Thành, trú tại xã Đông Ngạc (Từ Liêm, Hà Nội). Trong tâm trạng hoảng loạn, anh Thành kể lại: Anh Thành có anh trai là Nguyễn Chí Hùng (50 tuổi, ở tại tổ 3, phường Sài Đồng). Tối cùng ngày, anh Thành cùng người nhà đến nơi anh Hùng đang ở, gọi cửa mãi mà không có tiếng trả lời. Anh Thành cùng một số người dân đã đập cửa vào nhà, phát hiện anh Hùng bị chết tại tầng hai, trên người có nhiều vết máu... Tổng hợp các tài liệu thu thập được, Đội trọng án Phòng PC 45, Công an TP Hà Nội và Đội CSĐT tội phạm về TTXH Công an quận Long Biên, nhận định đây là vụ giết người, cướp tài sản. Nạn nhân Hùng bị tử vong do vật cứng đập vào đầu, thời gian tử vong vào khoảng ngày 25 và 26/1. Tài sản bị mất gồm một xe máy Wave, BKS 30F9 - 5686; một điện thoại di động Nokia. Trong tiết trời lạnh giá, các mũi trinh sát Phòng PC45 phối hợp với Công an quận Long Biên tỏa đi các hướng, lần theo dấu vết đối tượng nghi vấn ở nhiều tỉnh, thành phố. Sàng lọc các đối tượng, Đội trọng án Phòng PC 45 và Công an quận Long Biên xác định đối tượng tình nghi là Lưu Công Hoàng (20 tuổi, nguyên quán tại xã Thanh Bình, huyện Chương Mỹ, Hà Nội), hiện đang ở tại xã Liên Sơn (Lương Sơn, Hòa Bình). Hoàng đang theo học tại một trường trung cấp ở Hà Nội. Lần theo dấu vết của Hoàng, Đội trọng án Phòng PC 45 và Đội CSĐT tội phạm về TTXH Công an quận Long Biên đã có mặt tại tỉnh Thanh Hóa. Đến 15h ngày 1/2, các đơn vị nghiệp vụ đã phát hiện, bắt giữ Hoàng tại đường Trần Phú, TP Thanh Hóa, thu được trên người đối tượng chiếc điện thoại di động cùng 2/4 nhẫn vàng là tang vật của vụ cướp tài sản. Một tổ công tác của Phòng PC 45 đã có mặt tại Hòa Bình, bắt giữ 2 đối tượng tiêu thụ tài sản (xe máy của anh Hùng) do Hoàng cướp được là Bùi Văn Chí và Hoàng Anh Ngọc, cùng trú tại Liên Sơn, Lương Sơn. Theo lời khai của Hoàng thì hắn quen biết anh Hùng tại quán bi-a. Vào tối ngày xảy ra vụ trọng án, anh Hùng đã gọi điện thoại mời Hoàng đến nhà. Hoàng phát hiện trên đầu giường của anh Hùng có một chiếc chày gỗ, đã dùng chiếc chày đập liên tiếp vào đầu nạn nhân cho đến khi bất tỉnh, lấy tài sản và bỏ trốn vào Thanh Hóa