Mặc dù đã được mọi người đưa đến bệnh viện cấp cứu, nhưng do bị bỏng quá nặng, chị Hà và cháu Hiền đã bị tử vong sau đó 6 ngày. Ngoài cướp đi sinh mạng của 3 con người trong gia đình anh Hưng, đám cháy còn thiêu hủy hoàn toàn 3 chiếc xe máy cùng một số đồ vật, tài sản có giá trị khác... 

Bằng sự kiên trì và lòng quyết tâm lực lượng điều tra vụ án nhận được thông tin khả năng thủ phạm gây án có quan hệ với gia đình nạn nhân và do mâu thuẫn với người thân của nạn nhân đã cấu kết với đối tượng bên ngoài để phạm tội. Xác minh theo hướng dựng các mâu thuẫn trong nội bộ gia đình nạn nhân, lực lượng điều tra đã phát hiện một số đối tượng liên quan đến vụ án.

Ngày 31/12/2008, cùng với việc thực hiện lệnh bắt, khám xét khẩn cấp nơi ở đối với Thuận, căn cứ vào kết quả điều tra vụ án, Phòng CSĐT tội phạm về TTXH - Công an TP Hà Nội đã tiến hành bắt, khám xét khẩn cấp đối với Bùi Tiến Hà (SN 1959, trú huyện Trấn Yên, tỉnh Yên Bái - công nhân Công ty MTĐT huyện Trấn Yên) và Hoàng Hải Tiệp (SN 1980, ở xã Cổ Nhuế, huyện Từ Liêm, sinh viên tại chức trường Cao đẳng Du lịch) là 2 đối tượng đã tiếp tay cho Thuận thực hiện hành vi phạm tội. 

Sau khi đã bàn bạc, thống nhất với nhau kế hoạch hành động, ngày 23/1/2008, Hà đi mua 5 lít xăng ở chợ Mỹ Đình. Đêm 24, rạng sáng 25/1/2008, hắn cùng với Tiệp mang can xăng đến trước cửa nhà anh Hưng để thực hiện hành vi đốt nhà. Chúng đã dùng 1 chiếc thước thợ bằng nhôm, dạng ống để luồn qua khe cửa nhà anh Hưng, rót xăng qua đó cho chảy lênh láng vào trong nhà người bị hại, rồi dùng diêm châm lửa đốt. 

Trong khi ngọn lửa đang bùng lên dữ dội trong nhà anh Hưng, Hà và Tiệp vẫn ung dung đóng cửa nằm ngủ trong ngôi nhà đang xây dựng dở dang của Thuận, ở liền kề đám cháy. Sau khi gây án, Hà được Thuận cho chiếc điện thoại di động Samsung và Tiệp được kẻ chủ mưu vụ án đốt nhà, giết người cho ở trọ nhờ cùng với 500.000 đồng. 

Theo hồ sơ vụ án, ngày 7/9/2014 anh Trần Quang Huy (42 tuổi trú tại thôn Tân Ninh, xã Na Dong, huyện Cư Jút, tỉnh Đắc Nông) đến Công an xã Na Dong trình báo về việc con gái anh là Trần Thị Vân Ánh sinh năm 2001 đang là học sinh lớp 8 bị mất tích vào 6/9/2014 tức đêm rằm trung thu. 

Sau khi tiếp nhận thông tin trên, Công an xã Nam Dong đã cùng gia đình phối hợp với chùa Phước Sơn tìm kiếm nhiều ngày liền nhưng không thấy cháu Ánh. Nghi ngờ cháu bé bị bắt cóc, sự việc được trình báo lên Công an huyện Cư Jút. Thông tin được loan báo trên phương tiện thông tin đại chúng nhưng nhiều ngày trôi qua, tung tích Ánh vẫn không ai rõ.

Giữa lúc lực lượng Công an huyện phối hợp với Công an xã Nam Dong triển khai lực lượng xác minh, làm rõ vụ việc thì ở địa phương lại rộ lên những tin đồn rằng, cháu Ánh bị bắt cóc và bị mổ bụng lấy nội tạng để bán ra nước ngoài. Nơi này, nơi khác đều râm ran về tin cháu Ánh mất tích. Nhiều tin đồn còn cho rằng cháu bị bắt bán ra nước ngoài rồi bị đẩy vào những động mại dâm. Tin đồn “tam sao thất bản” khiến cho thông tin bị nhiễu loạn, người dân trong vùng hoang mang lo sợ không dám ra đường vào buổi tối.

Công an huyện Cư Jút một mặt vẫn triển khai lực lượng xác minh điều tra làm rõ vụ việc, một mặt tăng cường lực lượng Công an phụ trách xã chia thành nhiều mũi xuống địa bàn để an dân. Theo thông tin ban đầu do người thân, bạn bè cháu Ánh cung cấp. Ánh là người con ngoan, học hành chăm chỉ, lễ phép, không có quan hệ nam nữ và cũng không có mâu thuẫn với ai. 

Trong quá trình xác minh, điều tra, Công an đã được một cháu bé trong đội múa lân cung cấp một số hình ảnh chụp lưu niệm sau khi kết thúc múa lân, trong những bức hình đó có tấm hình ghi lại cảnh một người đàn ông khoảng hơn 30 tuổi ngồi trên xe máy đang nói chuyện với cháu Ánh. Tuy nhiên tấm hình rất mờ, khó phát hiện đối tượng là ai. Nhưng có thể đây là nút thắt vụ án. Ngay lập tức những thông tin và bức hình này đã được Ban chuyên án phân tích, mổ xẻ khá kỹ lưỡng. 

Việc truy tìm phải rà soát qua nhiều manh mối nên mất nhiều thời gian, trong khi sức ép đẩy nhanh tiến độ truy tìm thủ phạm phải hết sức khẩn trương. Và không chỉ với người thân, bạn bè của cháu Ánh đang trông chờ thông tin từ cơ quan điều tra mà dư luận vẫn từng bước dõi theo diễn tiến của vụ mất tích đầy bí ẩn trong đêm Trung thu của cháu gái tuổi 13 này càng khiến trách nhiệm của lực lượng Công an nặng nề hơn. 

Gần trăm đối tượng từng có tiền án, tiền sự trên địa bàn xã Nam Dong và các xã lân cận đã được cơ quan điều tra triệu tập để xác minh. Qua nhiều ngày tập trung gọi hỏi nhưng chưa phát hiện có kết quả gì. Vụ việc đang trong giai đoạn bế tắc, không một chút manh mối. Ban cdhuyên án đã tổ chức nhiều cuộc họp khẩn cấp và lên phương án để khoanh vùng đối tượng trong đó tập trung vào đối tượng có quen biết với cháu Ánh. 

Trong số các đối tượng được khoanh vùng, Ban chuyên án xác định nổi lên là đối tượng Đỗ Văn Khanh (SN 1976, quê ở tỉnh Bắc Giang, vào tạm trú, ở nhờ nhà người thân tại thôn Tân Ninh, xã Nam Dong, huyện Cư Jút). Khanh đến sinh sống với người vợ hờ tại đây được vài tháng. Khanh là hàng xóm cách nhà cháu Ánh chưa đầy 50m. Cháu Ánh là bạn của cháu gái Đỗ Văn Khanh nên thường xuyên sang nhà Khanh chơi. 

Ngày 31/3/2015, TAND tỉnh Đắk Nông đã tuyên phạt tử hình đối với bị cáo Đỗ Văn Khanh về tội giết người và hiếp dâm trẻ em.