Theo điều tra ban đầu, vào khoảng 18 giờ ngày 18-12, chị Phạm Thị Long cùng ba đứa con đang ngồi ăn cơm trong bếp thì chồng là Nguyễn Văn Anh, 29 tuổi, vừa đi mua xăng ở thị trấn Kỳ Anh bước vào nhà trong trạng thái có uống rượu.
Bực mình vì chồng đi quá lâu, lại còn uống rượu, chị Long đã lên tiếng trách móc. Lời qua tiếng lại, Nguyễn Văn Anh vứt mạnh can xăng 5 lít bằng nhựa xuống nền nhà. Can xăng bị vỡ chảy ra sàn nhà, không may lúc đó, cạnh mâm cơm là bếp lửa và chậu củi đang cháy (mẹ con chị Long đốt để sưởi) nên lửa bốc cháy.
Chị Long nhanh chóng cắp hai đứa con chạy ra sân, lúc quay vào để bế đứa thứ ba là Nguyễn Thị Mai (SN 2009) thì lửa đã bốc quá cao không thể vào được. Mặc dù được đưa đi cấp cứu ngay nhưng khoảng 2 giờ sáng 19-12, cháu Mai đã tắt thở.
Ngoài ra, chị gái cháu Mai là Nguyễn Thị Ánh (sinh năm 2003) cũng bị bỏng đang điều trị tại Bệnh viện Kỳ Anh.
Đình Thông - Anh Hoài