Trước đó, vào ngày 23/8/2017, Phòng PC45 Công an TP Hải Phòng nhận được đơn trình báo của ông N.Đ.H, 42 tuổi, trú tại Trần Nguyên Hãn, quận Lê Chân, TP Hải Phòng về việc con gái ông là N.N.L, 12 tuổi, bị một nam thanh niên rủ rê đi chơi, sau đó có hành vi xâm hại tình dục.
Phòng PC45 đã cử cán bộ chiến sĩ khẩn trương vào cuộc xác minh, làm rõ. Cháu N.N.L khai báo với cơ quan điều tra: Đầu tháng 8 qua chơi Game trên mạng, L. quen với Mai Ngọc Tú, sau thời gian ngắn Tú tỏ tình muốn yêu L. và được L. chấp nhận.
Ngày 21/8, Tú nhắn tin hẹn đón L. tại bến xe Niệm Nghĩa để đưa đi Hà Nội chơi, L nhận lời, sau đó rủ thêm bạn học cùng lớp là N.T.V (cùng 12 tuổi) đi cùng. Sau khi cả 3 lên xe đi được 30 phút thì Tú kêu mệt, say xe lên cả 3 xuống xe, lúc này đã gần buổi trưa lên Tú gạ gẫm, đưa L. và V. cùng Tú vào 1 phòng nghỉ tại nhà nghỉ, thuộc địa bàn Hải Phòng.
Tại đây sau khi N.T.V đã ngủ, Tú kéo L. sang một phòng bên cạnh, khóa cửa, sau đó có xâm hại cháu L.
Qua lời khai của bị hại và các chứng cứ thu thập được, bằng các biện pháp nghiệp vụ, ngày 24/8 các trinh sát đã bắt khẩn cấp được Mai Ngọc Tú. Tại cơ quan điều tra, Tú đã khai nhận toàn bộ hành vi phạm tội.