Thi thể nạn nhân bị mắc dưới đám bèo tây, trôi dạt cách hiện trường án mạng khoảng 4km về phía hạ lưu sông Nhuệ, thuộc địa bàn xã Nguyễn Trãi (huyện Thường Tín).
Theo thông tin ban đầu, khoảng 2 giờ sáng 24/10, Công an huyện Thường Tín nhận được đơn trình báo của chị Thuận (ở xã Nguyễn Trãi, huyện Thường Tín) về việc con gái là Trần Thuý Hiền mất tích từ tối 23/10.Trên cơ sở các tài liệu, chứng cứ thu thập, ngày 26/10, cơ quan công an đã xác định và thực hiện các biện pháp tố tụng đối với nghi can chính là Nguyễn Xuân Trung (SN 1985, ở xã Văn Phú, huyện Thường Tín), và 1 đối tượng là Nguyễn Văn Quân (SN 1983, trú tại xã Quất Động, huyện Thường Tín). Cả 2 đối tượng đều nghiện ma túy.Lời khai ban đầu của Nguyễn Xuân Trung cho biết, chiều 23/10, Trung rủ Quân đi trộm cắp tài sản. Trên đường đi, Trung phát hiện em Hiền đang đứng gần bờ sông Nhuệ, ngồi trên xe đạp điện nghe điện thoại di động. Lúc này, Nguyễn Xuân Trung quay lại, bàn bạc với Quân việc cướp điện thoại, xe đạp điện của nữ sinh tội nghiệp. Theo Trung, chính đối tượng đã đẩy nạn nhân xuống sông để thực hiện đến cùng hành vi tàn ác.