Sau khi vụ việc xảy ra, nhận được tố cáo của nạn nhân, Công an quận Cầu Giấy đã bắt hai nghi phạm, là anh em ruột: Nguyễn Đức Hoàng (SN 1980) và Nguyễn Hoàng Ninh (SN 1989), đều trú ở phường Trung Phụng, quận Đống Đa, Hà Nội.
Thông tin ban đầu, vào hồi 1h ngày 13-4, Hoàng và Ninh gọi điện cho chị Đinh Thị Mỹ Hạnh (SN 1973, trú ở phố Vạn Phúc, quận Hà Đông), là gái mại dâm đến nhà nghỉ ở ngõ 166 phường Kim Mã, quận Ba Đình để mua dâm.
Hạnh đi xe máy Liberty BKS 30N7-61XX đến nhà nghỉ, bọn chúng dùng bình xịt hơi cay khống chế cướp xe máy và điện thoại di động.
Nguyễn Ken