Ngày 31/10, theo lãnh đạo Công an Hà Nội, Phòng Cảnh sát hình sự đã ra quyết định khởi tố bị can, bắt tạm giam Nguyễn Mạnh Tường (40 tuổi, ở Cổ Nhuế, Từ Liêm, Hà Nội) để điều tra về các hành vi: Vi phạm quy định về khám bệnh, chữa bệnh, sản xuất, pha chế thuốc, cấp phát thuốc, bán thuốc hoặc dịch vụ y tế khác và hành vi Xâm phạm thi thể. Cơ quan điều tra cũng khởi tố và bắt tạm giam đồng phạm của bị can Tường là Đào Quang Khánh (17 tuổi, nhân viên bảo vệ Thẩm mỹ viện Cát Tường) về hành vi Xâm phạm thi thể. Trước đó, khoảng 9h ngày 18/10, chị Huyền đã đến thẩm mỹ viện Cát Tường liên hệ làm thẩm mỹ hút mỡ, nâng ngực và đặt cọc 50 triệu đồng, được nhân viên hẹn 11h hôm sau đến thực hiện. Ngày 19/10, chị Huyền quay lại thẩm mỹ viện này. Khoảng 12h cùng ngày, ông Nguyễn Mạnh Tường, giám đốc thẩm mỹ viện cùng các nhân viên Lê Thị Ngọc Vân, Bùi Thị Hoa, Nguyễn Ngọc Thư tiến hành quá trình hút mỡ nâng ngực cho chị Huyền. Đến khoảng 17h45, nhân viên phát hiện chị Huyền có biểu hiện tím tái, mạch khó bắt, huyết áp không đo được nên thông báo cho ông Tường. Ông Tường đến kiểm tra, sau đó đặt ống thở, tiêm thuốc trợ tim nhưng chị Huyền đã tử vong. Ông Tường mang thi thể chị Huyền ra ôtô chở thi thể nạn nhân theo hướng quốc lộ 5 lên cầu Thanh Trì. Khoảng 23h30, khi đến giữa cầu, Tường dừng ôtô rồi cùng Khánh bê thi thể nạn nhân ra khỏi xe, khiêng qua thành cầu vứt xuống sông Hồng. Cơ quan chức năng cùng người nhà nạn nhân đã tích cực tìm kiếm thi thể nạn nhân chị. Tuy nhiên, đến chiều tối 31/10, xác chị Huyền vẫn chưa thấy.