Trước đó, vào tối 21/9, lực lượng chức năng đã vớt được thi thể người phụ nữ trên dòng sông Đuống, đoạn qua cầu Phù Đổng, huyện Gia Lâm, Hà Nội.
Phòng Cảnh sát hình sự, Công an TP Hà Nội cùng các đơn vị chức năng điều tra nhằm xác định thi thể này có phải là Giáp Thị Huyền Trang, nghi phạm bắt cóc, sát hại cháu bé 2 tuổi ở Gia Lâm hay không.
Vào ngày 19/9, Công an tỉnh Hưng Yên nhận được đề nghị của Công an TP Hà Nội về việc phối hợp xác minh, truy bắt đối tượng Giáp Thị Huyền Trang (27 tuổi, ở xã Việt Ngọc, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang), là nghi can bắt cóc cháu N.H.Th. (gần 2 tuổi, ở khu đô thị thuộc địa bàn xã Đa Tốn, huyện Gia Lâm, Hà Nội) để đòi tiền chuộc.
Đến khoảng 11h30 ngày 20/9, Công an tỉnh Hưng Yên phát hiện thi thể cháu Th. tại ao thả cá thuộc trang trại của gia đình ông N.X.T. (xã Mễ Sở, huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên).
Ngay sau khi phát hiện, Công an tỉnh phối hợp với Viện Kiểm sát nhân dân cùng cấp tiến hành khám nghiệm hiện trường, khám nghiệm tử thi, tổ chức điều tra xác minh làm rõ.
Sau khi vào cuộc điều tra và có đủ căn cứ, vào ngày 21/9, Công an tỉnh Hưng Yên đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với Giáp Thị Huyền Trang về tội Giết người.
Quá trình điều tra xác định: sau khi đón cháu T từ trường mầm non tại xã Đa Tốn, huyện Gia Lâm, Trang sử dụng xe máy SCR màu trắng biển kiểm soát 29D1 - 571.55 chở cháu T đi thẳng xuống địa phận tỉnh Hưng Yên, liên tục di chuyển vòng quanh các huyện: Văn Giang, Khoái Châu, Yên Mỹ, Mỹ Hào.
Trong khi di chuyển, Trang sử dụng nhiều số điện thoại khác nhau để gọi điện, nhắn tin cho bố mẹ cháu để đòi tiền chuộc, sau đó tắt máy nhằm che giấu, đối phó việc truy bắt của lực lượng Công an.
Trên đường đi, cháu bé bị mệt, quấy khóc nhiều nên Trang sợ lộ, sẽ bị lực lượng Công an truy bắt. Do đó, đối tượng đã trắng trợn ra tay sát hại cháu bé để xoá dấu vết truy bắt của lực lượng Công an và để bịt đầu mối, trước thời điểm gia đình bị hại đến cơ quan Công an trình báo.
Sau khi sát hại cháu bé, đối tượng Trang tiếp tục đòi tiền chuộc, quyết tâm thực hiện tội phạm đến cùng. Do lo sợ, nên gia đình cháu T đã nhiều lần chuyển tiền vào tài khoản ngân hàng của Trang với tổng số tiền 550 triệu đồng.
Trên đường lẩn trốn, biết các lực lượng Công an đang ráo riết truy lùng, truy bắt, không thể trốn thoát và sẽ phải đương đầu với mức án cao nhất nên đối tượng đã tự sát.