Theo điều tra ban đầu, lúc 3 giờ sáng 2.11, Hải đã đột nhập vào nhà bà Trương Thị Sáu (60 tuổi), đang ở cùng con trai Thạch Văn Hải (23 tuổi) tại thôn 2, xã Madagui, huyện Đạ Huoai). Nguyễn Minh Hải đã dùng dao đâm một nhát chí mạng vào ngực anh Thạch Văn Hải và dùng dây thừng siết cổ bà Sáu cho đến chết.
Sau khi gây án, Nguyễn Minh Hải đã bỏ trốn về TP.HCM và đến 8 giờ sáng ngày 3.11 thì bị bắt giữ tại quận Bình Thạnh. Theo cơ quan điều tra, Hải là đối tượng đã có 4 tiền án tiền sự, vừa mới chấp hành xong án tù về tội trộm cắp tài sản.