Thiếu tá Trần Đình Phương, điều tra viên PC45 cho biết, sau khi họp án, kết hợp các dấu vết, nhân chứng, vật chứng thu được tại hiện trường, cơ quan công an đã dựng lên chân dung một nam thanh niên quen biết nạn nhân, sống không xa khu vực. Khi được mời lên công an làm việc, Phạm Tuấn Ánh (18 tuổi) thừa nhận đã sát hại Hằng do mâu thuẫn tình cảm.
Cuối năm 2012, nhân dịp đội lễ cho một người bà con tại Hải Hậu, Ánh và Hằng (cùng là học sinh THPT) đã nảy sinh tình cảm. Tháng 2/2013, Hằng nghỉ học vào Nam cùng với gia đình. Lúc này, tình cảm đôi bên khá sâu nặng nên Ánh cũng trốn bố mẹ vào Nam cùng bạn gái. Tuy nhiên, sau 10 ngày được sự động viên, Ánh quay trở về quê tiếp tục đi học.
Ngày 31/3, khi về Nam Định, Hằng gọi điện rủ Ánh ra bãi cát ven đê tâm sự. Sau khi quan hệ “thân mật”, cô gái thông báo đã mang thai 3 tháng và muốn Ánh phải có trách nhiệm cưới xin nhưng Ánh không chịu và nói phải học hết lớp 12 rồi mới tính tiếp. Lời qua tiếng lại, Ánh dùng dao bấm đâm nhiều nhát vào mặt, ngực người yêu. Hung thủ dùng áo khoác bịt mặt cho đến khi Hằng không còn thở nữa.
Bà Lê Thị Hương (mẹ nuôi của Ánh) nước mắt lưng tròng nói: “Tôi có bao giờ ngờ nó lại mang tai vạ cho gia đình tôi như thế này”. Bà kể, lập gia đình với ông Phạm Văn Tiến (người cùng xã Hải Phú) song nhiều năm không có con. Năm 1995, vì khát khao có một đứa con cho vui cửa vui nhà, bà cùng chồng lên trại trẻ mồ côi Nam Định xin một đứa bé về nuôi.