Theo lời khai nhận, trong một lần về Việt Nam thăm gia đình tại TPHCM, Dũng quen một người đàn ông tên Kiên (chưa rõ lai lịch). Sau đó, Kiên nhờ Dũng mang hai va li về Australia cho "chú Lợi" (sống tại Australia, Dũng quen thông qua một người bạn) với tiền công 40.000 đô la Australia. Dù biết hai va li này chứa hàng cấm nhưng Dũng vẫn nhận. Ngày 16/5/2013, Kiên giao cho Dũng hai va li như đã thỏa thuận. Dũng mang va li về nhà, kêu vợ bỏ quần áo vào. Tối hôm sau, khi Dũng đang làm thủ tục xuất cảnh từ TPHCM đi Sydney - Australia thì bị Chi cục Hải quan sân bay Tân Sơn Nhất phát hiện bên trong hai va li có hai gói chứa chất bột màu trắng. Qua kết quả giám định, chất bột màu trắng mà Dũng mang theo là 3,5kg ma túy. Sau khi tính thành phần tinh chất, hai gói ma túy này có khối lượng hơn 2kg. Tại phiên xử sơ thẩm vào tháng 8/2016, Tòa án nhân dân TPHCM tuyên phạt Phạm Trung Dũng về tội "Vận chuyển trái phép chất ma túy" với mức án tử hình. Sau phiên xử sơ thẩm, bị cáo Dũng kháng cáo xin được giảm hình phạt. Tuy nhiên, bị cáo không có tình tiết giảm nhẹ mới nên tòa án cấp phúc thẩm bác kháng cáo.