Vụ án đã hai lần bị TAND Hà Nội trả hồ sơ để VKS để làm rõ vai trò của Sơn "Bạch Tạng", cũng như xác định lại số người gây ra vụ án mạng này. Quá trình điều tra bổ sung cho thấy nhân chứng, bị hại khai báo thiếu trung thực, thay đổi lời khai gây khó khăn cho các cơ quan chức năng. Do đó một số vấn đề sẽ được làm rõ trong thời gian xét xử.
Theo kết quả điều tra, đêm 31/12/2000 tại vũ trường New Century (phố Tràng Thi, Hà Nội), Nguyễn Văn Cường (tức Cường Độ, 33 tuổi, trú tại tập thể Dệt kim Đông Xuân) được giao nhiệm vụ đòi nợ tiền của Lê Sỹ Thủy cho Nguyễn Thị Đoàn. Tại vũ trường lúc này, Thủy cùng Đoàn Văn Việt (tức Việt "Toe"), Nguyễn Tuấn Tú, Nguyễn Thanh Hải và một số đối tượng khác đang ăn nhậu. Hai bên dàn xếp hẹn chiều 1/1/2001 sẽ bàn việc trả nợ.
Rời khỏi vũ trường, Cường bảo Nguyễn Anh Vũ "bám" theo Thủy khi anh này đi đến nhà Việt. Biết chuyện, Việt xông ra đánh Vũ… Một lát sau, Hải đến tìm Tú nói: "Bọn Cường Độ đưa người đến nhà anh Việt, tao với mày qua xem có việc gì?". Trên đường đi, hai người gặp nhóm của Cường. Xô xát xảy ra, Cường cho rằng đàn anh của Tú và Hải đã đánh Vũ thì hắn phải được đánh đàn em của Việt... Đến trước cửa khách sạn Las Vegas (số 7 - Lê Văn Hưu), Cường túm cổ áo Hải để cho Vũ Quang Hiệp rút súng ngắn K54 bắn. Hải chết ngay tại chỗ.
Tú hoảng sợ bỏ trốn thì bị Hiệp (được Cường đèo bằng xe máy) đuổi theo dọa giết. Trên đường tháo chạy, Tú gặp Trần Quốc Sơn (Sơn "Bạch Tạng") ở ngõ Hàm Long 1, và cầu cứu. Nhóm của Cường đuổi đến nơi, Sơn đứng ra can thiệp: "Chúng mày đánh nó làm gì?". Cường và Hiệp thôi hùng hổ, nói với Tú: "Mày nợ anh Sơn một mạng".
Tại hiện trường, cơ quan điều tra thu trên người Hải một khẩu súng K59 cùng băng đạn 8 viên giắt ở bụng. Giám định pháp y xác nhận: đạn phá vỡ xương mặt xuyên qua tổ chức não, nằm lại vùng chẩm trái.
Sau khi gây án, Hiệp và Cường bỏ trốn và bị phát lệnh truy nã. Ngày 15/1/2001, Cường ra đầu thú. Cơ quan điều tra tạm thời đình chỉ điều tra với Hiệp, khi nào bắt được sẽ xử lý sau. Cường bị truy tố về tội giết người.
Anh Thư