Theo báo cáo nhanh của UBND quận Bắc Từ Liêm, khoảng 11h ngày 16/9, bé bị bố đánh. Khoảng 16h cùng ngày, bé được mẹ cho ăn cháo và uống thuốc, rồi sau đó có biểu hiện bất thường nên gia đình đưa vào Bệnh viện Nhi Trung ương cấp cứu. Bệnh viện xác định, nạn nhân tử vong trước khi vào viện.
Ngày 17/9, lãnh đạo Công an quận Bắc Từ Liêm cho biết đang điều tra sự việc và từ chối cung cấp thông tin chi tiết. Căn nhà 5 tầng của gia đình bé gái ở mặt ngõ 323 Xuân Đỉnh bị niêm phong. Bên ngoài, hai cảnh sát khu vực thay phiên nhau trực, cấm người lạ vào trong.
Nhiều hàng xóm cho biết, bố mẹ bé gái làm kinh doanh, chuyển đến đây sinh sống khoảng 3 năm trước. Họ chưa bao giờ thấy gia đình này xảy ra lớn tiếng hay đánh con. Bé gái 6 tuổi là con gái lớn, em trai chừng 2-3 tuổi.