Bốn bị can bị truy tố gồm: Kiều Văn Tùng (SN 1992), Lê Hoài Nam (SN 1996), Tạ Văn Đạt (SN 1991) và Lê Minh Đức (SN 1994), đều ở Phúc Thọ, Hà Nội.
Cáo trạng xác định, 4 đối tượng trên có quan hệ quen biết, thường tụ tập chơi chung với nhau. Khoảng 22h ngày 3/1/2018, cả nhóm rủ nhau đi trộm chó bán lấy tiền tiêu.
Trước khi đi, cả nhóm tập trung tại nhà của Tạ Trường Thịnh ở xã Thọ Lộc, huyện Phúc Thọ, Hà Nội lấy 1 thanh kiếm, 1 con dao, 2 dây thòng lọng, 2 sợi dây thép và 3 bao tải làm dụng cụ trộm cắp tài sản.
Sau khi trộm được 2 con chó ở thị xã Sơn Tây, cả nhóm tiếp tục di chuyển đến huyện Ba Vì để trộm tiếp.
Khoảng 0h ngày 4/1/2018, khi tất cả đi đến khi vực thôn Việt Long, xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, Hà Nội thì nhìn thấy Đ.C.Q, sinh năm 1998, trú thôn Rùa, xã Vân Hòa, huyện Ba Vì điều khiển xe máy chở H.T.L, sinh năm 2002 và L.T.S, sinh năm 2001 từ phía sau vượt lên.
Lúc này cả nhóm bàn nhau và đuổi theo để trêu chị L. và S. rồi rút dao đe dọa khiến anh Q. bỏ xe máy lại rồi chạy bộ về hướng thị xã Sơn Tây, còn chị L. và chị S. cũng xuống xe bỏ chạy nhưng bị chúng khống chế sau đó và đưa lên vườn keo thay nhau hiếp dâm nạn nhân.
Sau khi thực hiện xong hành vi thú tính nhiều lần, các đối tượng này cho 2 nạn nhân tự mặc đồ rồi chở đến khu vực cổng làng Nhân Lý, xã Xuân Sơn, thị xã Sơn Tây để hai người tự bắt xe về.
Ngày 4/1/2018, hai nạn nhân S. và L. đã đến công an huyện Ba Vì trình báo về việc đã bị đối tượng không rõ lai lịch hiếp dâm. Cũng trong ngày này, Tạ Văn Đạt kể cho anh N.H.L (ở Võng Xuyên, Phúc Thọ, Hà Nội) về việc cùng đồng bọn hiếp dâm hai cô gái. Ngày 10/5, anh L. đã tố giác về hành vi hiếp dâm của nhóm đối tượng này với Cơ quan điều tra.
Ngày 11/5, Cơ quan Cảnh sát điều tra công an huyện Ba Vì đã bắt khẩn cấp 4 đối tượng về hành vi hiếp dâm. Riêng đối tượng Đạt bỏ trốn khỏi địa phương.
Tại cơ quan điều tra, các bị can Kiều Văn Tùng và Lê Hoài Nam đã khai nhận hành vi phạm tội như đã nêu trên. Riêng đối với bị can Lê Minh Đức, các lời khai ban đầu tại Cơ quan Cảnh sát điều tra công an huyện Ba Vì, đối tượng đều khai nhận đã hiếp dâm 2 nạn nhân này. Sau đó, Đức, thay đổi lời khai, chỉ nhận hiếp dâm chị S., không hiếp dâm chị L.
Tuy nhiên, căn cứ vào lời khai bị hại, lời khai của các bị can và người liên quan, tang vật vụ án, Cơ quan CSĐT đủ cơ sở xác định Lê Minh Đức đã thực hiện hành vi hiếp dâm cả hai nạn nhân.
Đối với bị can Tạ Văn Đạt, sau khi phạm tội đã bỏ trốn khỏi địa phương, cơ quan CSĐT Công an thành phố Hà Nội đã quyết định truy nã nhưng chưa bắt được nên quyết định tách vụ án hình sự, quyết định tạm đình chỉ điều tra bị can đối với Tạ Văn Đạt, khi nào bắt được xử lý sau.
Trong giai đoạn điều tra vụ án, hai nạn nhân đề nghị xử lý các đối tượng theo quy định của pháp luật, đồng thời, yêu các các bị can phải bồi thường cho mỗi người 50 triệu đồng.
