Nguyễn Đức Thượng làngười từngcó nhiều tiền án, quan hệ xã hội phức tạp nên quá trình điều tra gặp nhiều khó khăn. Sau 1 tháng kiên trì điều tra, chiều 9.4, Công an huyện Nghi Lộc đã bắt giữ 3 đối tượng: Nguyễn Đình Thái (SN 1983, trú tại Nghi Diên, Nghi Lộc), Nguyễn Văn Huy (SN 1986), Phạm Văn Tân (SN 1990) cùng trú tại xã Nghi Phú, TP.Vinh.
Quá trình đầu tranh ban đầu, các đối tượng khai nhận, do có mâu thuẫn từ trước nên Thái luôn có ý định trả thù Thượng. Đầu tháng 3.2014, Thái vào Vinh, bàn bạc với Nguyễn Văn Huy và thuê Huy chém Thượng tàn phế với giá 20 triệu đồng. Huy đồng ý.
17h ngày 9.3, Huy rủ thêm Phạm Văn Tân, chuẩn bị 2 con dao rồi thuê taxi từ Vinh ra thị trấn Quán Hành (Nghi Lộc). Tại đây, Thái đã chuẩn bị cho Huy chiếc xe máy bẻ cong biển số và mô tả đặc điểm nhận dạng của Nguyễn Đức Thượng. Huy chở Tân tới chợ Nghi Diên và chém trọng thương Thượng. Sau khi gây án, cả hai bỏ chạy về TP.Vinh.
Sau khi "thương vụ" hoàn thành, giữ đúng lời hứa, Nguyễn Đình Thái đã trả cho Huy 20 triệu tiền công. Số tiền này Huy chia cho Phạm Văn Tân một nửa.
Vụ việc đang được Công an huyện Nghi Lộc tiếp tục điều tra mở rộng.