Bước đầu, cơ quan điều tra xác định có dấu hiệu tội phạm giết người.
Theo thông tin ban đầu, Phan Hoàn Uy Vũ (48 tuổi) và bà D.N.B. (43 tuổi, cùng ngụ tại phường Quyết Thắng) có quan hệ tình cảm yêu đương. Tuy nhiên, khoảng 1 năm trở lại đây giữa bà B. và Vũ xảy ra mâu thuẫn. Bà B. yêu cầu chia tay nhưng Vũ không đồng ý.
Chiều ngày 7.5, Vũ điều khiển xe máy đi mua 1 can xăng loại 10 lít rồi đến nhà bà B. nhưng bà B. không có nhà. Vũ đã tự mở khóa cửa rồi vào nhà và đốt nhà bà B.
Sau đó, Vũ tiếp tục điều khiển xe máy chở theo can xăng đi đến nơi bà B. thuê để bán cá cảnh (trên đường Hà Huy Giáp, phường Quyết Thắng, TP Biên Hoà) nhưng cũng không thấy bà B. Tuy nhiên, lúc này trong cửa hàng có chị N.D.C.C. (23 tuổi, con gái bà B.), anh T.V.N. (29 tuổi, con rể bà B.) và chị T.T.H.P. (23 tuổi, cháu bà B).
Khi đến quán, Vũ mang can xăng đi vào quán và đổ xung quanh quán rồi bật lửa đốt. Thấy Vũ đổ xăng, anh T.V.N. chạy lại giằng co nhưng không được, bị xăng đổ lên chân và bị lửa bén cháy vào người rồi lan sang các vật dụng trong nhà.
Vụ việc khiến Vũ chết tại hiện trường, chị N.D.C.C., anh T.V.N. và chị T.T.H.P. bị thương nặng được người dân đưa đi cấp cứu.