Theo ông Nguyễn Hữu C., một nhân chứng đi cùng xe với vợ chồng ông Thư, trên đường đi giữa hai vợ chồng có lời qua tiếng lại với nhau. Tưởng chỉ là chuyện vợ chồng hục hặc bình thường nhưng không ngờ khi xe chạy đến khu vực ngã tư Bồn Nước (thuộc KP5, P.An Bình, TP Biên Hòa, Đồng Nai) thì ông Thư rút dao đâm vợ nhiều nhát. Ông Thư đã bị những người đi cùng xe khống chế và bắt giữ giao công an xử lý.

Tại cơ quan công an ông Thư khai do nghi ngờ vợ ngoại tình nên giữa hai người có mâu thuẫn, cãi vã nhau, không kiềm chế được nên ông lấy dao đâm vợ.

Tuy nhiên, theo người nhà ông Thư, ông này có biểu hiện bệnh tâm thần hoang tưởng. Ông thường tưởng tượng ra tình huống vợ ngoại tình rồi tìm cách giết hại mình nên đã nhiều lần đòi giết vợ.