Từ tin báo của gia đình bị hại, Đội cảnh sát điều tra tội phạm về trật tự xã hội Công an quận 9 vào cuộc truy tìm hung thủ.
Cơ quan điều tra xác định đối tượng có ngoại hình ốm, dáng người cao dong dỏng, đi sâu tìm hiểu thì đối tượng hành nghề phụ tài xế xe tải. Tổ cảnh sát hình sự đặc nhiệm được tung ra tìm kiếm ở các doanh nghiệp vận tải đóng trên địa bàn quận 9.
Bằng nhiều biện pháp nghiệp vụ, lúc 10 giờ ngày 8/7, 2 cảnh sát đặc nhiệm phát hiện đối tượng nghi vấn xuất hiện tại Trạm đăng kiểm xe ôtô quận 9 nằm trên xa lộ Hà Nội nên lập tức áp sát khống chế bắt giữ đưa về trụ sở Công an quận 9 làm việc.
Đối tượng khai nhận là Nguyễn Văn Phú - Sinh năm 1993, ngụ khu phố 2 (phường Tăng Nhơn Phú B, quận 9).
Qua mạng xã hội Facebook, ngày 25/6, Phú hẹn gặp rồi chở cháu H. đi chơi. Tại một quán cà phê chòi lá trên địa bàn quận 9, Phú dùng vũ lực giở trò đồi bại với cháu H. và lấy điện thoại chụp lại hình.
Ngày hôm sau, Phú tiếp tục gọi điện thoại rủ đi chơi nhưng H. không chịu thì Phú dọa sẽ tung hình ảnh lên Facebook. Nguyễn Văn Phú đã bị Công an quận 9 tạm giữ ngày 9/7.
