Sau khi gây án, khoảng 1 giờ sau, Phương đến cầu Bính (địa phận phường Thượng Lý, quận Hồng Bàng), bỏ xe và áo trên cầu, rồi lao xuống bờ đất dưới chân cầu tự sát.
Qua khám nghiệm tử thi, cơ quan điều tra xác định Phạm Đình Phương tử vong do va đập từ độ cao hàng chục mét xuống đất