Kết quả điều tra ban đầu xác định: Khoảng 21 giờ ngày 22-12, em M. (SN 2009, trú tại xã Chư A Thai) đi nhậu cùng bạn và một số người không quen biết tại nhà rẫy của Nay Yôn (SN 2007) thuộc thôn Nam Hà, xã Chư A Thai.
Lúc đang nhậu, Rmah Thiếu (SN 2010) và Ksor Chiều (SN 2002, cùng trú tổ 12, xã Phú Thiện) đi mua thuốc lá thì em M. đi cùng. Khi đi tới chòi rẫy vắng người tại thôn Nam Hà, Thiếu và Chiều dừng xe, dắt em M. đi vào.
M. không chịu thì cả 2 đã bế thiếu nữ lên chòi rẫy. Lúc này, Yôn cùng Ksor Thuyên (SN 2010, trú tổ 12, xã Phú Thiện) cũng đi tới. 4 đối tượng đã khống chế, hiếp dâm em M. Sau khi gây án, các đối tượng chở M. về nhà.
Sáng 23-12, gia đình M. đã đến Công an xã Chư A Thai trình báo về sự việc. Lãnh đạo Công an tỉnh đã chỉ đạo Phòng Cảnh sát Hình sự phối hợp cùng Công an xã Chư A Thai triển khai lực lượng nhanh chóng xác minh nhóm đối tượng liều lĩnh trên.
Trong ngày 24-12, đối tượng Thuyên đã đến cơ quan Công an đầu thú. Sau đó, Phòng Cảnh sát Hình sự và Công an xã Chư A Thai đã tiếp tục bắt giữ 3 đối tượng còn lại để điều tra, xử lý theo quy định của pháp luật.