Cách đây 14 năm, Thuân có quan hệ yêu đương với chị Nguyễn Thị Thu Hiền (sinh năm 1968 ở xóm 9, xã Nghi Phú, thành phố Vinh, Nghệ An). Do mâu thuẫn, Thuân đã đánh ngã chị Hiền dẫn tới tử vong. Sau đó hung thủ đã bí mật đào đất, chôn chị Hiền tại một cánh đồng ở địa phận xã Nghĩa Phú.
Ngày 9/12 vừa qua, trong lúc đào mương tại khu vực xóm 9, xã Nghĩa Phú, người dân địa phương đã phát hiện một bộ hài cốt. Qua giám định, Công an Nghệ An xác định hài cốt này là chị Hiền và lần theo các mối quan hệ của chị thời gian trước.
Theo Thanh Niên, ngày 12/12, Công an Hà Nội thi hành lệnh bắt giữ Ngô Xuân Thuân. Bước đầu Thuân khai nhận đã sát hại chị Hiền.