Trước đó, vào ngày 5-12, Mùi đến nhà anh trai là Nguyễn Đình Trung (SN 1986) ở thôn Lũng Cọong, xã Thụy Hùng, huyện Cao Lộc. Tại đây Mùi và anh Trung xảy ra mâu thuẫn cãi vã chuyện gia đình.
Mùi bực tức chạy vào trong bếp cầm con dao quắm dài khoảng 40cm làm hung khí rồi lao vào đánh nhau với anh Trung.
Trong lúc giằng co, Mùi dùng dao chém nhiều nhát vào đầu và tay anh trai. Khi thấy anh Trung đã nằm im bất động, Mùi tiếp tục dùng dao cứa cổ anh Trung đến chết. Sau khi gây án, Mùi đã đến cơ quan Công an đầu thú.
Ngay sau đó Phòng cảnh sát hình sự Công an tỉnh đã tổ chức khám nghiệm hiện trường và tử thi, tiến hành thu thập tài liệu liên quan theo quy định của pháp luật.