Theo điều tra ban đầu, tối 22-12, bé gái N.T.V.A. (SN 2013, ngụ quận 1) được đưa vào bệnh viện để cấp cứu, điều trị. Các bác sĩ phát hiện cháu bé đã tử vong trước lúc nhập viện và có nhiều vết thương nghi bị đánh đập, nên báo cho công an.
Công an có mặt khám nghiệm tử thi, lấy lời khai các nhân chứng. Qua đó, công an xác định trên người bé gái tử vong có nhiều vết thương, mặt có nhiều vết khâu. Công an đã làm việc với cha của bé gái và Trang (là bạn gái của ông này). Qua làm việc, Trang thừa nhận có hành vi đánh đập, bạo hành bé A. dẫn tới vụ việc.
Qua điều tra ban đầu xác định, Trang cùng cha ruột của bé A. có quan hệ tình cảm và cả ba sống chung ở căn hộ chung cư cao cấp tại phường 22, quận Bình Thạnh. Kiểm tra căn hộ trên, công an phát hiện cây lau nhà bị gãy và bảng danh sách công việc mỗi ngày của bé A. phải làm.
Một số người ở gần căn hộ trên cho biết, trước lúc bé A. tử vong, có nghe tiếng bé khóc do bị đánh.