Ngay sau đó, lực lượng Công an Thị xã Ba Đồn đã có mặt phong toả hiện trường và tiến hành khám nghiệm tử thi nhằm tìm ra nguyên nhân dẫn đến cái chết của cháu Nghĩa đồng thời truy tìm thủ phạm.
Bước đầu, lực lượng chức năng xác định thi thể đó chính là cháu Trần Trung Nghĩa bị mất tích vào chiều 3/7.
Trước đó, vào khoảng 17h30 ngày 3/7, sau khi nấu cơm tối, chị Dương Thị Thảo (ở Tổ dân phố Trường Sơn, phường Quảng Long, thị xã Ba Đồn, Quảng Bình) ra sân gọi con trai là cháu Trần Trung Nghĩa (tên ở nhà là Nô, sinh năm 2011) vào ăn cơm thì không thấy con đâu.
Gia đình sau đó đã chạy sang tìm ở những nhà hàng xóm xung quanh và điện thoại cho người thân tìm cháu, nhưng không thấy. Sau đó, gia đình chị Thảo đã trình báo với cơ quan công an địa phương về sự mất tích của con mình.