Sau khi xác định được danh tính cô gái bị sát hại, Công an tỉnh Vĩnh Phúc đã có nhiều dữ liệu hơn để mở ra các hướng điều tra. Quá trình xác minh, các điều tra viên nhận thấy dấu hiệu bất thường từ một người bạn của nạn nhân nên anh này lập tức rơi vào 'tầm ngắm'.
Gần trưa 8/9/2022, Công an huyện Bình Xuyên (Vĩnh Phúc) nhận được tin báo từ về việc phát hiện một tử thi ở khu vực vắng vẻ tại xã Hiệp Thuận. Có mặt tại hiện trường, những linh cảm đầu tiên đã khiến các chiến sĩ công an nhận ra rằng đây là một vụ án mạng rất nghiêm trọng.