Sau một thời gian điều tra, chiều ngày 22/8, Đại tá Dương Văn Trường, Thủ trưởng CQĐT, Công an huyện Hương Sơn (Hà Tĩnh) đã ký quyết định khởi tố vụ án hình sự, khởi tố bị can và bắt giam tên Phạm Đình Đương (SN 1993, trú tại xóm 3, xã Sơn Hồng, huyện Hương Sơn) về tội giết người.
Bằng các biện pháp nghiệp vụ, các điều tra viên đã triển khai nhiều mũi truy xét, đánh giá, sàng lọc đối tượng và nhanh chóng buộc hung thủ Phạm Đình Đương thừa nhận hành vi giết người của mình.
Ngay sau khi được triệu tập về trụ sở điều tra, Đương đã thành khẩn khai báo rõ ràng, chi tiết về quá trình thực hiện hành vi giết người yêu là Thái Thị Mai (SN 1993, trú tại xóm Yên Sơn, xã Sơn Trung, huyện Hương Sơn).
Theo lời khai, nguyên nhân gây án là trong lúc hẹn hò đêm 3/8, giữa Đương và nạn nhân xảy ra mâu thuẫn bột phát nên đối tượng đã ra tay sát hại người yêu.
Đương cho biết, hắn và nạn nhân Mai quen nhau qua mạng xã hội cách thời điểm gây án khoảng 2 tháng. Từ đó, cả 2 nảy sinh tình cảm, yêu đương và hẹn hò nhiều lần. Khoảng 19h30 ngày 3/8/2014, Đương đến nhà Mai ở xóm Yên Sơn, xã Sơn Trung chở người yêu đi dạo dọc dốc Truông Mun, xã Sơn Lễ.
Khi dừng lại một ngọn đồi, 2 người đã phát sinh “quan hệ” với nhau. Trong lúc quan hệ, Mai đề nghị Đương phải để lại “sản phẩm”, nhằm lấy lý do để gia đình cho hai người đi đến hôn nhân. Do việc quan hệ không đạt được mục đích, Mai đã tát Đương.
Vì bị người yêu xúc phạm, nên trong lúc bức xúc Đương đã dùng chính chiếc áo của nạn nhân xiết chặt vào cổ người yêu. Thấy người yêu bất tỉnh, Đương đã kéo nạn nhân vào một bụi cây ven đường Hồ Chí Minh. Nhưng sau đó, thấy nạn nhân vẫn còn giơ tay vẫy cầu cứu, kẻ sát nhân máu lạnh này đã lấy một hòn đá quấn vào áo, đập liên tiếp vào đầu nạn nhân cho đến chết.
Trước đó, vào khoảng 19h30 ngày 3/8 khi đang cùng cả nhà xem tivi, nạn nhân Thái Thị Mai (sinh viên vừa tốt nghiệp một trường trung cấp ở Dĩ An, Bình Dương) nhận được điện thoại liền ra ngõ nghe.
Kể từ đó, những người trong gia đình không còn liên lạc được với Mai nữa cho đến ngày 21/8/2014, người dân địa phương phát hiện xác một thiếu nữ đang phân hủy tại địa phận xã Sơn Lễ, huyện Hương Sơn. Qua khám nhiệm tử thi, xét nghiệm ADN, thi thể được xác định chính là Thái Thị Mai.
