Quá trình Công an khai thác thông tin, bước đầu Tuấn khai nhận 4 ngày trước (mùng 4 Tết Kỷ Hợi 2019), khi đi hát karaoke với bạn cùng lớp đã sử dụng một loại cỏ gây ảo giác. Riêng tối hôm xảy ra vụ án mạng, Tuấn có đi nhậu với bạn bè nhưng không dùng chất gây nghiện.
Khoảng 23h30 ngày 10/2, sau khi dùng dao đâm chết bố, chém mẹ và em gái trọng thương, Trương Mạnh Tuấn lái xe ô tô Toyota Altis BKS 37A-199.26 bỏ trốn. Tuy nhiên, khi đi đến khu vực xã Nghi Quang, gần khu công nghiệp Nam Cấm, cách nhà khoảng 6km thì xe ô tô đâm trực diện vào cột đèn bên đường.
Cảm giác có người đang truy đuổi mình, đối tượng rút dao chém loạn xạ xung quanh. Sau đó, người đàn ông cảm thấy nóng trong người nên cởi hết quần áo, nhảy xuống con sông gần đường tắm rồi bơi sang bờ bên kia.
Ngấm nước, dần tỉnh và nhận biết mình vừa chém bố, mẹ và em gái, Tuấn hoảng sợ trèo lên cao rồi gieo mình xuống hàng rào thép gai của một công ty gần đó để tự tử nhưng do cơ thể nặng, bị bật xuống đất, phần móc sắt của thép gai móc vào bụng dẫn đến bị thương.
Ngay lúc này, Công huyện Nghi Lộc đã tập trung lực lượng truy tìm hung thủ đang lẩn trốn. Sau gần 4 tiếng đồng hồ tìm kiếm từng bụi rậm, kho hàng, từng bờ sông đến ngọn cây trên diện tích hàng chục km2, các trinh sát đã áp sát được đối tượng Tuấn khi hắn đang ẩn nấp ở trên một cánh đồng của xóm 5, xã Nghi Xá, huyện Nghi Lộc.
Một trinh sát cho biết: “Khi phát hiện, sợ đối tượng manh động, tiếp tục có những hành động mất kiểm soát nên chúng tôi phải thuyết phục, trấn an để Tuấn bình tĩnh. Lúc này, có thể vì ngấm nước lạnh, một phần vì sợ hãi, Tuấn run rẩy, luôn miệng đòi chết. Tuấn bảo “Em giết chết bố em rồi, các anh để em chết đi”. Vừa động viên, thuyết phục, chúng tôi vừa tìm cách tiếp cận và khống chế Tuấn”.