Tại cơ quan điều tra, đối tượng Linh khai nhận, cách đây khoảng 3 tháng, trong một lần đi chơi Linh đã quen với Vân Chi, khi đó đang là nhân viên massage và giữa hai người đã nảy sinh tình cảm. Mối quan hệ này kéo dài một thời gian thì việc làm ăn của Linh gặp khó khăn, nợ nần chồng chất. Biết chị Chi có một số tiền kha khá gửi tiết kiệm, nên Linh đã đặt vấn đề vay của người yêu để giải quyết công việc. Có lẽ muốn giúp đỡ Linh nên chị Chị đã rút tiền để cho anh ta vay. Nhưng gần đây, thấy Chi nhiều lần giục phải trả tiền, trong khi Linh lại chưa có để trả nên hai bên đã xảy ra mâu thuẫn.

Ngày 17/12, hai người rủ nhau đi Hà Nội chơi và giải quyết chuyện tiền nong. 22h, Linh mượn được chiếc ôtô của người bạn và chở Chi đi từ Bãi Cháy. Nhưng dọc đường xe bị hỏng nên mãi đến 5h ngày 18-12 thì hai người mới đến Hà Nội. Linh bảo Chi vào khách sạn thuê phòng nghỉ trước, còn mình vờ đi sửa xe nhưng thực chất là gọi điện cho Phạm Thị Thuỷ (người cũng vừa được Linh ngỏ lời yêu) lúc đó đang ở Quảng Ninh rủ lên Hà Nội chơi. Thuỷ đồng ý và đón xe khách lên Hà Nội ngay.

Khoảng 12h30', Thuỷ đến Hà Nội và được Linh đón về khách sạn Sao Mai 1 và thuê phòng 206 (Linh biết chị Chi đang ở phòng 406 khách sạn Sao Mai vì trước đó chị Chi đã gọi điện báo cho Linh). Sau khi "vui vẻ" với Thuỷ khoảng 30 phút tại phòng 206, Linh nói với Thuỷ ở lại đó để anh ta lên phòng 406 gặp Chi giải quyết một số vấn đề...

Linh vào phòng 406 nói chuyện với Chi một lúc thì giữa hai người xảy ra cãi vã, chửi bới nhau thậm tệ. Sau một hồi to tiếng, anh ta đã dùng dao, gậy kết thúc cuộc đời của cô gái đáng thương. Gây án xong, Linh lục soát đồ đạc và lấy đi chiếc điện thoại cùng toàn bộ số tiền và giấy tờ tuỳ thân mà Chi để trong chiếc ví. Khi ra khỏi phòng 406, Linh đã ôm theo bọc áo đựng dao, gậy và chốt cửa như không có chuyện gì xảy ra. Xuống đến phòng 206, Thuỷ hỏi Linh: "Tình hình thế nào?", anh ta lạnh lùng trả lời: "Anh vừa đập nó rồi". Sau đó hai người trả phòng.

17h cùng ngày, Linh lái ôtô cùng Thuỷ quay lại Quảng Ninh. Trên đường đi, Linh đã nói cho Thuỷ biết việc mình vừa giết chị Chi. Khi đến cây cầu thuộc địa phận thị xã Uông Bí, Linh bảo Thuỷ vứt hết bộ quần áo dính máu, dao, gậy… xuống sông. Đi tiếp đến khu du lịch Tuần Châu thì Linh bảo Thuỷ đốt hết số giấy tờ tuỳ thân mà anh ta lấy được của chị Chi.

Ngày 21/12, do sợ bị cơ quan Công an phát hiện nên Linh và Thuỷ đã từ Bãi Cháy - Quảng Ninh về Vĩnh Phúc để trốn. Khi đến thị xã Phúc Yên, hai đối tượng vào thuê nhà nghỉ thì đã bị lực lượng Công an Hà Nội phát hiện, bắt giữ. Hiện Công an TP Hà Nội đã khởi tố vụ án hình sự, bắt khẩn cấp Vũ Tuấn Linh về hành vi giết người; Phạm Thị Thuỷ bị bắt vì hành vi che giấu tội phạm. Vụ án đang được điều tra mở rộng