Chiều 21/3, đại tá Tráng A Tủa, Phó giám đốc Công an tỉnh Điện Biên cho biết, đơn vị này vừa ra quyết định bắt tạm giam 2 đối tượng: Phạm Văn Dũng (SN 1972) ở Đội 19 xã Thanh Nưa, huyện Điện Biên và Cầm Văn Chương (SN 1974) ở Đội 7, xã Hua Thanh, huyện Điện Biên về tội H.iếp dâm liên quan đến cái chết của nữ sinh Cao Thị Mỹ Duyên (SN 1995, trú tại xã Thanh Nưa, huyện Điện Biên).
Ngày 20/3, Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Điện Biên đã khởi tố, bắt tạm giam Bùi Kim Thu (SN 1975) ở Đội 11, xã Thanh Nưa, huyện Điện. Đối tượng Phạm Văn Dũng là anh trai của Phạm Văn Nhiệm - kẻ được coi là cầm đầu tích cực bắt giữ, h.iếp dâm và sát hại nữ sinh viên Cao Thi My D. Còn đối tượng Bùi Thị Kim Thu cũng chính là vợ của Bùi Văn Công. Tính đến thời điểm hiện tại đã có tất cả 8 đối tượng bị khởi tố, bắt tạm giam.
Trước đó, ngày 18/2, Cơ quan điều tra Công an tỉnh Điện Biên cho biết, đã khởi tố, bắt tạm giam 5 bị can: Vương Văn Hùng, Bùi Văn Công, Phạm Văn Nhiệm, Lường Văn Hùng và Lường Văn Lả cùng trú tỉnh Điện Biên về các tội: Giết người, cướp tài sản, h.iếp dâm, tàng trữ trái phép chất ma túy và bắt giữ người trái pháp luật.
Qua điều tra bước đầu xác định đối tượng chủ mưu là Bùi Văn Công (SN 1975, Đội 11, xã Thanh Nưa, huyện Điện Biên) và Vương Văn Hùng (trú tại khối Tân Thuỷ, thị trấn Tuần Giáo, huyện Tuần Giáo, tỉnh Điện Biên). Sau khi nạn nhân tử vong mới nảy sinh ra các đối tượng khác.
Theo lời khai của các bị can, hôm 1/2 (tức 27 Tết), Bùi Văn Công đã lên kế hoạch, bàn với Vương Văn Hùng về việc cướp tài sản, h.iếp dâm Cao Thị Mỹ Duyên - nữ sinh đại học năm cuối phụ giúp mẹ bán gà ở chợ Mường Thanh, TP Điện Biên Phủ. Sau đó, Công ra chợ chỉ mặt cô gái để Hùng xin số điện thoại, hẹn nạn nhân mang gà đến căn nhà hoang gần đồi Độc Lập, thuộc Đội 11, phường Thanh Trường, TP Điện Biên Phủ cách chợ khoảng 4km.
Chiều muộn 4/2 (tức 30 Tết), khi giao gà đến điểm hẹn, Duyên bị Hùng dùng côn siết cổ. Khi nạn nhân bất tỉnh, Hùng, Công và Phạm Văn Nhiệm thay nhau xâm hại tình dục rồi đưa cô gái lên thùng xe tải của Công.
Đêm hôm đó, Hùng lấy điện thoại, giấy tờ rồi điều khiển xe máy của Duyên đem về nhà cậu ruột ở xã Noong Hẹt, huyện Điện Biên 2 lồng gà gồm 13 con nói rằng mua và bảo người thân mang vào nhà làm cỗ Tết. Vợ chồng cậu mợ anh ta chưa kịp hỏi thì Hùng phóng xe đi mất.
Đợi qua giao thừa, tên này đem xe máy bỏ lại ven đường rồi về nhà cậu mợ ăn Tết coi như không có chuyện gì xảy ra. “Hôm Tết nó còn rủ tôi đi chúc Tết mọi người. Lúc bị bắt nó cũng bình tĩnh lắm, còn hỏi công an rằng mình can tội gì mà bị bắt. Nó dù gì cũng là con cháu nên nó về. Về đây nó ngủ ở cái phản trước nhà. Hôm công an khám nhà tôi mới biết nó mang về chiếc điện thoại”, người thân của Hùng nói.
Nghi phạm này bị công an bắt giữ ngày 10/2. Tại cơ quan công an, Hùng khai nhận đã giết nạn nhân để cướp tài sản. Lực lượng công an thu giữ nhiều vật chứng liên quan vụ án gồm xe máy, thẻ ATM của nạn nhân; 8 con gà sống, lồng gà và các vật chứng khác được nghi phạm cất giấu tại nhiều nơi khác nhau. Hắn ta khai một mình giết người, cướp tài sản.
Tuy nhiên, một điểm mấu chốt trong vụ án ngay sau đó được công an phát hiện ra đó là vết máu của nạn nhân Cao Thị Mỹ Duyên trên chiếc xe tải của đối tượng Bùi Văn Công. Nhà Công cách hiện trường nơi phát hiện thi thể nữ sinh không xa. Ngay lập tức Công được công an triệu tập lên trụ sở tiến hành lấy lời khai đấu tranh, làm rõ vụ án.
Ngay sau khi công bị bắt giữ, đối tượng Hùng cũng thay đổi lời khai. Theo đó, Hùng khai cùng Công lên kế hoạch dụ nữ sinh mang gà đến. Chiều 4/2 (30 Tết), khi Duyên đến điểm hẹn đầu tiên, Hùng lại gọi điện thoại bảo đưa đến gần nhà Công. Tại đây, hai người sát hại nạn nhân rồi mang thi thể vứt ở ngôi nhà hoang cạnh nhà Công.