Tại Cơ quan CSĐT, nghi phạm khai tên Nguyễn Văn Nhu (sinh năm 1995, thường trú tại Thôn 2, xã Nhân Khang, huyện Lý Nhân, tỉnh Hà Nam) và thừa nhận đã sát hại chị L.T.M.D. (sinh năm 1991, ngụ tại con hẻm 260 đường Lưu Hữu Phước, Phường 15, Quận 8).
Sau khi sát hại chị D., Nhu tưới can xăng, khóa cửa nhốt cháu T.M.T.K. (sinh năm 2021, cháu ruột chị D.) và cháu N.L.H.P. (sinh năm 2020, con chị D.) rồi châm lửa phóng hỏa.
Sau khi gây án, Nhu chạy bộ ra con hẻm, chạy được một đoạn thì cởi áo rồi bắt xe ôm tẩu thoát. Tuy nhiên, khi nghi phạm đi tới gần cầu Nguyễn Tri Phương thì bị lực lượng Ban Chỉ huy quân sự Phường 15, Quận 8 khống chế bắt giữ, đưa về trụ sở công an.
Như thông tin trước đó, khoảng 16h30 cùng ngày, người dân phát hiện một người đàn ông mặc áo Grab chở theo một can chứa xăng đi xe máy tới con hẻm 260 đường Lưu Hữu Phước (Phường 15, Quận 8). Sau đó, nghi phạm dừng lại lấy điện thoại ra gọi rồi đi vào căn nhà của chị D.
Tại đây, nghi phạm và chị D. cự cãi lớn tiếng. Ít phút sau, ngọn lửa bùng cháy dữ dội ở căn nhà chị D. Khi hàng xóm chạy qua thì nghi phạm vứt xe máy bỏ chạy ra con hẻm với vết máu trên áo, quần.
Nhận được tin báo, nhiều xe chữa cháy cùng hàng chục chiến sĩ đến hiện trường. Sau khoảng 30 phút, đám cháy được khống chế. Cảnh sát lên tầng kiểm tra, phát hiện 3 người tử vong gồm một phụ nữ và 2 cháu bé. Trên người phụ nữ có nhiều vết thương, nghi bị sát hại.
Lực lượng chức năng sau đó tạm giữ nghi phạm và đưa về trụ sở để điều tra.
Đến 21h ngày 21.11, lực lượng chức năng đã đưa thi thể của các nạn nhân ra khỏi hiện trường để phục vụ công tác điều tra.