Theo bản án sơ thẩm Cao Thanh Lợi và vợ Nguyễn Thị Thu Hiệp có 2 con chung và sống ly thân từ năm 2010. Lợi nuôi con gái lớn là Cao Thị Mỹ L (SN 2009) và thuê nhà ở phường Trường Thọ, quận Thủ Đức, TP.HCM để ở và hành nghề sửa xe máy.
Khoảng 23 giờ ngày 5.5.2014 sau khi đi nhậu về, thấy cháu L nằm trên giường cạnh đó, Lợi nảy sinh ý định quan hệ tình dục. Bị cháu L phản ứng Lợi dùng tay đánh vào mặt, tay cháu rồi thực hiện hành vi hiếp dâm. 3 hôm sau một số người quen và chú ruột của Lợi phát hiện vụ việc nên trình báo công an.