Trong lúc cháu bé học, bà Thu ngồi đợi ở tầng 1 của trường và xem camera quay cảnh cháu bé học. Đến 16 giờ 30 phút cùng ngày, bà Thu đưa cháu bé về nhà. Sau đó, cháu bé bị tiểu tiện ra quần, và bà Thu đã thay quần cho cháu. Nhận thấy vùng kín của bé chảy máu, bà Thu lấy giấy lau rồi tắm cho bé. Sự việc trên bà Thu không báo lại cho bố mẹ cháu bé biết.
Mẹ cháu bé tường trình tối hôm đó, phát hiện con bị chảy máu ở vùng kín nên sáng hôm sau, gia đình đã tự đưa bé đi khám tại bệnh viện Nhi Trung ương.
Kết quả xác định, “bé bị tổn thương bầm tím vùng âm hộ kích thước 0,5 x 0,5 cm vùng âm đạo máu chảy đỏ tươi”. Đến 21 giờ ngày 22/3, gia đình cháu bé đã đến Công an phường Ngọc Lâm trình báo.
Quá trình điều tra, CQĐT Công an quận Long Biên đã tiến hành lấy lời khai của 2 cô giáo trực tiếp trông nom, dạy cháu bé tại trường Mầm non xe lửa Gia Lâm.
Cả 2 cô giáo đều khẳng định trong khoảng thời gian từ 8 giờ 30 đến 15 giờ 15 ngày 21/3, cháu bé không có biểu hiện gì bất thường, và các cô không giao cháu bé cho bất kỳ ai trông coi. Khi bà Thu đến đón cháu bé, các cô giáo đã giao cháu và lúc đó hoàn toàn không có vấn đề gì.
CQĐT cũng đã ghi lời khai của giáo viên trường dạy kỹ năng nói nơi cháu bé học chiều 21/3. Quá trình học tập, ngoài hình ảnh qua camera mà người giúp việc xem thấy, cháu bé vui vẻ hợp tác với cô giáo, không có biểu hiện gì bất thường, không đi vệ sinh. Đến 16 giờ 30 phút , hết giờ học, cô gái đưa bé xuống tầng 1 giao lại cho bà Thu.
Về phần bé gái 4 tuổi, từ khi sinh ra bé chưa biết nói và gia đình cho biết bé bị thiểu năng trí tuệ bẩm sinh, vì vậy CQĐT không ghi được lời khai của cháu bé.
Cơ quan CSĐT đã đưa cháu bé đến bệnh viện Phụ sản trung ương khám vào tối ngày 22/3, (ngay sau khi tiếp nhận đơn trình báo và xác minh sơ bộ). Đến 16 giờ ngày 23/3, bệnh viện có kết quả khám. Với chứng cứ thu thập, CQĐT bước đầu xác định không có dấu hiệu cháu bé bị xâm hại. Nhiều khả năng, bé bị xây xát bên ngoài vùng kín, trong quá trình người giúp việc tắm cho bé vào chiều 21/3.
