Theo kết luận điều tra, Đông và gia đình em trai Nguyễn Văn Hải (50 tuổi) xảy ra mâu thuẫn đất đai ở xã Hồng Hà (huyện Đan Phượng) từ năm 2016. Bởi vậy hai gia đình không qua lại với nhau.
Tối 29/8, anh Hiệp (26 tuổi, con trai ông Hải) sang thông báo vài ngày nữa sẽ xây nhà trên thửa đất sát vách nhà ông Đông. Ông Đông sau đó cho rằng việc xây dựng trên khu đất đang tranh chấp phải do vợ chồng ông Hải sang xin phép nên đuổi cháu trai về.
Bực tức sẵn trong người, Đông cũng cho rằng mâu thuẫn lâu nay giữa hai gia đình đều do chị Việt (vợ ông Hải) và con trai xúi bẩy. Từ đó ông Đông nảy sinh ý định sát hại em dâu và cháu trai.
Sáng 1/9, Đông lấy dao trong bếp sang nhà ông Hải ở sát vách. Đông sau đó đâm chết vợ chồng ông Hải, chị Bắc (28 tuổi, con gái ông Hải) và cháu My (14 tháng tuổi, cháu ngoại ông Hải) trong chừng 10 phút. Anh Hiệp nhanh chân chạy trốn nên thoát nạn và nạn nhân Đỗ Thị Hồng Nhung (24 tuổi, mẹ cháu My) được cấp cứu kịp thời.
Gây án xong, Đông về nhà tự tử bằng dây điện song bất thành.