Sau khi ra tay sát hại cháu Công, cướp xe đạp và DTDĐ của cháu, Thọ vẫn gọi điện về cho bố mẹ Công để tống tiền.
Khoảng 23h ngày 9-1, PC14 - Công an TP Hà Nội nhận được tin báo của gia đình anh Trần Văn Thành (tức Thuận), trú ở phố Hà Huy Tập, thị trấn Yên Viên, huyện Gia Lâm, trình báo về việc con trai của anh là cháu Trần Thành Công, 13 tuổi, hiện là học sinh lớp 7A Trường THCS Yên Viên, huyện Gia Lâm, đi học chưa thấy về.
Trước đó, lúc gần 23h ngày 9-1, gia đình anh Thành nhận được điện thoại gọi từ điện thoại di động của cháu Công mang theo người, yêu cầu gia đình phải nộp 350 triệu đồng thì sẽ thả cháu Công về.
Ngay sau khi nhận được tin báo, Phòng PC14 - Công an TP Hà Nội đã huy động Đội Đặc nhiệm và Đội Điều tra trọng án của phòng, có sự phối hợp của Công an huyện Gia Lâm, Công an quận Long Biên tổ chức lực lượng điều tra truy xét, đồng thời hướng dẫn gia đình nạn nhân tiếp tục giữ liên lạc với đối tượng.
Đến 2h sáng 10-1, một tổ công tác đã bắt quả tang đối tượng Nguyễn Trọng Thọ tại vườn hoa Ngọc Lâm, quận Long Biên, trong khi Thọ đang nhận 150 triệu đồng từ tay anh Thành (bố cháu Công). Đối tượng và tang vật được đưa về CQĐT để làm rõ.
Bước đầu, Thọ khai: Đầu năm 2007, Thọ làm thuê cho gia đình anh Minh, chị Nga ở phố Hà Huy Tập, thị trấn Yên Viên, huyện Gia Lâm nên biết rõ gia đình anh Trần Văn Thành ở gần nhà, kinh tế khá giả, có một con trai. Do cần tiền tiêu xài, Thọ đã nảy sinh ý định bắt cóc con trai anh Thành là cháu Trần Thành Công để đòi tiền chuộc.
Trong các buổi chiều 7 và 8/1, Thọ đã đến trường học theo dõi quy luật đi lại của cháu Công. Khoảng 16h ngày 9/1, Thọ đi bộ đến cổng Trường Yên Viên để đợi cháu Công tan học ra về. Đến 17h cùng ngày, khi cháu Công đi xe đạp từ cổng trường ra, Thọ tiếp cận cháu Công và nhờ cháu Công đèo về Cầu Đuống bằng xe đạp.
Do đã quen biết với Thọ từ trước nên cháu Công đồng ý đưa xe đạp để Thọ đèo. Khi đến Cầu Đuống, Thọ vờ bảo cháu Công xuống khu vực bãi ngô để lấy chiếc diều. Bãi ngô này thuộc xã Yên Viên, huyện Gia Lâm. Tưởng thật, cháu Công đã cùng Thọ xuống bãi ngô. Khi đến nơi, Thọ bất ngờ dùng tay bóp cổ hạ sát cháu Công rồi mang xác cháu Công cùng chiếc cặp sách của cháu vứt xuống sông Đuống.
Sau khi gây án, Thọ cướp chiếc điện thoại di động Motorola và chiếc xe đạp mini màu trắng của cháu Công. Thọ mang chiếc xe đạp đến cửa hàng bán buôn, bán lẻ xe đạp ở Ngọc Lâm, Gia Lâm bán cho chị Huyền, chủ cửa hàng với giá 540 ngàn đồng. Đến gần 23h, Thọ đã dùng điện thoại di động cướp được của cháu Công gọi và nhắn tin cho anh Trần Văn Thành là bố đẻ cháu Công yêu cầu anh Thành phải nộp 350 triệu đồng thì mới thả cháu Công về.
Sau nhiều lần thỏa thuận với gia đình anh Thành, Thọ đã đồng ý mức giá 150 triệu đồng và giao tiền tại vườn hoa Ngọc Lâm, quận Long Biên, Hà Nội để chuộc cháu Công. Đến 2h ngày 10/1, trong khi Thọ đang nhận tiền của anh Thành thì bị Công an bắt giữ.
Qua lời khai của Thọ và tài liệu thu thập được, CQĐT đã thu hồi chiếc xe đạp mini Thọ cướp của cháu Công, đồng thời PC14 tổ chức lực lượng (có sự phối hợp của PC21 - Công an TP Hà Nội), Công an huyện Gia Lâm và Công an huyện Long Biên đã áp giải Thọ đến khu vực gây án ở đê sông Đuống, tổ chức lực lượng mò, tìm và đã vớt được xác cháu Công nằm dưới lòng sông Đuống thuộc khu vực xã Yên Viên, huyện Gia Lâm, đang cùng với các đơn vị có liên quan pháp y tử thi.
