Lời khai hết sức mơ hồ của nạn nhân về hung thủ lần đầu gặp mặt trong đêm tối khiến công tác rà soát, khoanh vùng kẻ gây án gặp rất nhiều khó khăn, chẳng khác gì “mò kim đáy bể”. Tuy nhiên, sau đó nhờ kiên trì điều tra, các trinh sát hình sự với nghiệp vụ sắc bén vẫn xác định được kẻ gây án chính là Lâm Văn Khoa (sinh năm 1985, ngụ xã Trì Quang, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai).
Sau thời điểm xảy ra sự việc tại nhà nghỉ Sơn Trang, khi trinh sát đến địa phương nơi Khoa cư trú để tìm hiểu thì tên này đã biến mất bí ẩn, gia đình cũng không biết Khoa đi đâu. Khoa đã có vợ và một con gái. Vợ chồng anh ta đều sống nhờ nghề làm ruộng nên nghèo đói, thiếu thốn quanh năm. Trớ trêu hơn, dù ở vào tình cảnh khó khăn đó nhưng thay vì chịu khó đi làm thuê làm mướn kiếm thêm thu nhập thì Khoa lại ôm mộng đổi đời bằng “nghề” cờ bạc.
Ngày 15/7/2012, Khoa rời quê, “hạ sơn” xuống TP Lào Cai với mục đích làm thuê kiếm tiền phụ vợ nuôi con. Trước khi Khoa đi, vợ hắn đã phải bán thóc, bán gà đưa cho chồng gần 2 triệu đồng. Thế nhưng Khoa đã phụ lòng vợ con khi sa đà vào chiếu đỏ đen và thua mất phân nửa. Còn một ít tiền trong người, sau cờ bạc thì Khoa lại lao vào chuyện “trai gái” khi tìm đến gái mại dâm. Đến khi không người không còn một xu một cắc nào, trong cơn cùng quẫn, Khoa đã để lòng tham của mình lấn át lý trí khi tàn nhẫn cướp tài sản của gái bán hoa đang ngủ say bên cạnh hắn.