Theo đó, khoảng 13 giờ ngày 21/11, Nguyễn Văn Nhu mang theo can nhựa, hộp quẹt, dao rồi chạy xe máy đến nhà chị D.. Trên đường đi, Nguyễn Văn Nhu ghé vào cây xăng mua 300.000 đồng xăng đổ vào can nhựa.

Khi đến trước nhà chị D. ở hẻm 260 đường Lưu Hữu Phước, Phường 15, Quận 8, Nguyễn Văn Nhu phát hiện nhà không khóa cửa nên đi vào bên trong. Bắt gặp chị D. trong nhà, Nguyễn Văn Nhu liền dùng dao đâm chị D..

Chị D. bỏ chạy ra ngoài, nhưng Nguyễn Văn Nhu ngăn cản và đóng cửa, đổ xăng ra sàn nhà rồi lấy hộp quẹt ra đốt. Thời điểm này, trong nhà có cháu N.L.H.P., sinh năm 2020, con chị D. và T.M.T.K., sinh năm 2021, cháu ruột chị D. Hậu quả khiến chị D., cháu P. và cháu K. tử vong.

Sau khi gây án, Nguyễn Văn Nhu bỏ chạy khỏi hiện trường thì bị người dân cùng lực lượng chức năng bắt được, đưa về đấu tranh, làm rõ.

Tại cơ quan công an, Nguyễn Văn Nhu khai năm 2012 có làm chung với chị L.T.M.D., sinh năm 1991, ngụ Quận 8 tại một quán ăn ở quận Bình Thạnh. Trong quá trình làm chung, Nguyễn Văn Nhu có tình cảm với chị D. nhưng chị D. từ chối. Theo Công an Quận 8, năm 2016, Nguyễn Văn Nhu bị đuổi việc và về quê ở tỉnh Hà Nam. Năm 2018, Nguyễn Văn Nhu tiếp tục quay lại TPHCM làm việc. Tháng 11/2023, Nguyễn Văn Nhu vay tiền qua mạng xã hội để chi xài cá nhân nhưng không có khả năng để trả. Nguyễn Văn Nhu cảm thấy cuộc sống bế tắc, đồng thời nhiều lần suy nghĩ về chị D. nên đã nảy sinh ý định giết chị.

Giữa tháng 11/2023, Nguyễn Văn Nhu đến quán ăn từng làm chung với chị D. ở quận Bình Thạnh và được biết chị D. đã nghỉ việc. Tuy nhiên, Nguyễn Văn Nhu phát hiện anh T. là chồng chị D. vẫn làm việc tại quán này. Nhu chờ đến khi hết giờ làm việc đi theo anh T. nhằm xác định nơi ở của chị D. và anh T.. Sau đó, Nguyễn Văn Nhu đặt mua áo khoác, nón bảo hiểm của hãng xe ôm công nghệ và 1 xe máy qua mạng; đồng thời mua dao dùng làm hung khí gây án trên.