Nạn nhân được xác định là em Lê Anh D. và em Lê Duy N. (đều 9 tuổi, cùng ngụ phường Kỳ Thịnh; học sinh lớp 3, Trường tiểu học Kỳ Thịnh 2).
Chiều 10/1, em D. và N. rủ nhau đi chơi bằng xe đạp nhưng đến tối không thấy về nhà nên gia đình tá hỏa đi tìm, đồng thời trình báo với chính quyền địa phương.
Trong quá trình tìm kiếm phát hiện xe đạp và dép của 2 em nhỏ để lại trên đê của hồ chứa nước Tàu Voi (ở tổ dân phố Trường Sơn). Nghi ngờ các em có khả năng bị đuối nước dưới tràn hồ Tàu Voi nên lực lượng tìm kiếm đã huy động máy móc đến lặn tìm kiếm.
Khuya cùng ngày, lực lượng chức năng tìm thấy thi thể của em D., khoảng 2 giờ sau thi thể em N. cũng được lực lượng chức năng tìm thấy đưa ra khỏi tràn hồ Tàu Voi và bàn giao cho gia đình đưa về an táng.
Khu vực tràn hồ Tàu Voi chỗ sâu nhất khoảng 2,5 mét, điểm nước nông nhất khoảng 1 mét. Địa điểm hai học sinh gặp nạn cách nhà khoảng 1km và cách trường hai em học khoảng 300 mét.