Theo cơ quan điều tra, khoảng 14h30 cùng ngày, nghi phạm Nghĩa đến trụ sở Công an phường Hưng Phú, quận Cái Răng, TP Cần Thơ để trình diện.
Bước đầu làm việc, Nghĩa đã thừa nhận toàn bộ hành vi sát hại vợ của mình. Sau đó, Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bình Thuận đã làm thủ tục, tiến hành di lý Nghĩa về trụ sở Công an tỉnh để phục vụ công tác điều tra.
Trước đó, vào khoảng 21h ngày 9/11, chị V.T.B. (23 tuổi, trú tại khu phố 1, thị trấn Liên Hương, huyện Tuy Phong) đi ăn tối về nhà thì bị Nguyễn Hữu Nghĩa chạy từ ngoài vào sử dụng hung khí đâm nhiều nhát dẫn đến tử vong.
Ngay sau khi gây án, Nghĩa đã bỏ trốn khỏi hiện trường. Nhận được tin báo, các đơn vị nghiệp vụ Công an tỉnh Bình Thuận đã đến hiện trường tổ chức khám nghiệm, trưng cầu giám định pháp y để xác định nguyên nhân dẫn đến cái chết của nạn nhân.
Đồng thời, công an triển khai lực lượng truy bắt nghi phạm Nghĩa.
Theo người dân địa phương, chị B. và Nghĩa sống như vợ chồng với nhau nhiều năm và đã có hai con nhỏ. Cách đây vài tháng, chị B. và Nghĩa xảy ra mâu thuẫn nên Nghĩa đã bỏ đi nơi khác sống. Mới đấy, Nghĩa tìm về nhà thăm con nhưng hai bên lại tiếp tục xảy ra mâu thuẫn dẫn đến vụ việc trên.