Theo một nguồn tin chia sẻ, vào lúc 3 giờ sáng ngày 17/11 tử tù Nguyễn Hải Dương được ăn bữa cơm cuối cùng trước giờ thi hành án. Sau đó, Dương đã được trích xuất khỏi Trại tạm giam Công an tỉnh Bình Phước vào lúc 5 giờ sáng cùng ngày. Đến 6 giờ 30, tử tù Nguyễn Hải Dương bị đưa vào khu vực thi hành án của Bộ Công an tại tỉnh Bình Dương.
Nguồn tin này cũng cho hay, quá trình thi hành án bằng hình thức tiêm thuốc độc được chiếu trên màn hình bên ngoài. Một cán bộ trong đội thi hành án cho biết, do đã có sự chuẩn bị tâm lý từ trước nên trong suốt quá trình từ lúc bị dẫn giải ra xe đến khi lên bàn tiêm thuốc đốc, Nguyễn Hải Dương tỏ ra rất bình tĩnh. Nguyễn Hải Dương bị tiêm 3 mũi thuốc độc vào tay và tử vong ngay sau đó.
Sau khi hoàn tất quá trình thi hành án, thi thể của tử tù Nguyễn Hải Dương đã được Đoàn cán bộ trại giam Bộ Công an phối hợp cùng với Công an tỉnh Bình Phước đưa về bệnh viện Đa khoa tỉnh Bình Phước bàn giao cho phía gia đình.
Do đã chuẩn bị tâm lý từ trước, ông Nguyễn Phú Hải (48 tuổi, cha tử tù Nguyễn Hải Dương) vẫn giữ được bình tĩnh, mẹ và em gái của Dương đau lòng khóc suốt quá trình tiến hành khâm liệm. Sau khi tiếp nhận thi thể, gia đình sẽ đưa đi hỏa táng, gửi tro cốt của tử tù này vào một ngôi chùa tại tỉnh Bình Dương.