Cơ quan điều tra cho biết, bé Trường được tìm thấy từ tin báo của một tài xế taxi. Anh này cho biết, khoảng 10h30-11h ngày 3/11 có chở một phụ nữ bế trẻ sơ sinh từ Hà Nội sang Bắc Giang. Dáng vẻ người phụ nữ không giống những sản phụ vừa sinh con. Trưởng phòng Cảnh sát hình sự Đào Thanh Hải cho PV biết, sáng 8/11 hàng chục cảnh sát đã ập vào nơi ở của Nguyễn Thị Lệ, 29 tuổi, tại xã Vân Hà, huyện Đông Anh, Hà Nội. Khi lực lượng hình sự xuất hiện, Lệ nhận đứa trẻ trong nhà là con ruột với biểu hiện không bình thường. Khi làm việc với cơ quan điều tra, người phụ nữ này thừa nhận đã ăn cắp quần áo bác sĩ tại tầng 1, giả dạng nhân viên y tế để bắt cóc con trai của chị Thơm. Lệ khai mang bầu, song đến ngày 10/10 thai bị lưu. Lệ một mình vào Bệnh viện Phụ sản, với ý định bắt cóc trẻ sơ sinh, nói dối gia đình chồng là con của mình. Lệ sau đó ăn cắp quần áo blouse tại tầng 1 nhà G, lẻn vào phòng của sản phụ Thơm lừa bế bé trai vừa sinh của chị này, nói là đưa đi xét nghiệm. Cô ta thuê taxi bế đứa trẻ về Bắc Giang sau đó quay về nhà chồng ở Đông Anh. Ông Hải cho biết, việc giải cứu đã được tính toán cẩn thận để không ảnh hưởng đến tính mạng, sức khỏe của cháu bé. Hiện, Lệ bị tạm giữ để phục vụ điều tra.
Chiều 8/11, bố mẹ và hàng trăm người gồm bác sĩ, công an, người nhà bé Trường và bệnh nhân đã chờ sẵn ở sân bệnh viện. Mẹ bé Trường ngất lịm khi thấy con trai. Sản phụ Trần Thị Thơm cho biết, gần một tuần trước, chị sinh mổ bé trai nặng 3,4kg tại Bệnh viện Phụ sản Trung ương. Buổi sáng 3/11, một nam bác sĩ thông báo, con trai chị sẽ được đưa đi xét nghiệm. Khoảng 10h hôm đó, một phụ nữ mặc áo blouse trắng đã đưa cháu Trường đi tắm và đã mang bé trả lại cho chị Thơm. Khi đứa trẻ vừa nằm với mẹ thì có tiếp một người mặc áo blouse, đeo thẻ của bệnh viện đến kiểm tra số đứa trẻ và bế, nói đưa đi xét nghiệm. Khoảng 11h chưa thấy con về, chị Thơm đã nhờ em gái đi tìm. Cô này được một số cán bộ bệnh viện nói không phải lo, đứa trẻ sẽ được đưa về sau khi xét nghiệm xong. Đầu giờ chiều, chị Thơm được biết không có đứa trẻ nào mang số hiệu như con của chị ở đây. Không tìm thấy con, gia đình trình báo sự việc với cơ quan công an.
Theo Bệnh viện Phụ sản Trung ương, sau 55 năm hoạt động đây là lần đầu tiên xảy ra vụ bắt cóc trẻ sơ sinh ở cơ sở y tế tuyến đầu của cả nước này. Hàng trăm cảnh sát hình sự đã được tung vào cuộc điều tra. Vài trăm tài xế taxi đón khách quanh khu vực bệnh viện và lân cận vào thời điểm sáng 3/11 đã làm việc với cảnh sát để truy tìm manh mối thủ phạm.