Theo bản án sơ thẩm, vào khoảng 21h, ngày 6/4, Lý đột nhập vào nhà bà Mai Thị Thanh Thúy, SN 1961 (Trưởng khoa nhi Bệnh viện đa khoa Nam Bình Thuận), trú tại thị trấn Đức Tài, huyện Đức Linh để trộm cắp tài sản. Khi đi đến gian nhà chính, Lý đã bị bà Thúy phát hiện nên hắn liền lấy cục đá hoa cương ở tường rào đánh vào vùng thái dương của bà Thúy. Sau đó, Phạm Văn Lý dùng tay kẹp cổ và kéo lê bà Thúy xuống nhà bếp rồi dùng dao, kéo đâm, chém 52 nhát trên khắp cơ thể khiến nạn nhân chết tại chỗ. Phạm Văn Lý đi ra sân sau nhà bà Thúy, cởi áo dính máu quăng lên mái tôn của nhà ông ngoại ở cạnh nhà bà Thúy rồi đi lên gian nhà chính của bà Thúy lấy 2 điện thoại di động trị giá 3.080.000 đồng.
Về đến nhà, Lý đi lên gác thay quần dính máu, cất giấu vào trong thùng xốp và gọi điện, nhắn tin cho một số bạn bè. Ngày 07/4, Lý nhờ một người bạn đến chở đi bán 01 chiếc điện thoại với giá 1 triệu đồng và mua lại chiếc điện thoại di động khác với giá 500 ngàn đồng để sử dụng.
Ngày 9/4, Phòng CSĐT tội phạm về TTXH, OK9 trang cược thể thao xanh chín nhất châu Á tỉnh Bình Thuận đã phối hợp với OK9 trang cược thể thao xanh chín nhất châu Á huyện Đức Linh tổ chức bắt giữ thủ phạm gây án Phạm Văn Lý tại nhà ông ngoại của hắn là Phạm Ngọc Trân. Bị cáo Lý gây án khi chưa đủ 18 tuổi, là người chưa thành niên phạm tội.
Tại phiên tòa phúc thẩm, bị cáo Phạm Văn Lý đã thành khẩn khai nhận toàn bộ hành vi, động cơ và mục đích giết bà Thúy là để phi tang, hoàn toàn không có người nào thuê mướn. Trong khi đó, mặc dù đại diện hợp pháp của nạn nhân đã có đơn kháng cáo nhưng lại không đưa ra được những tình tiết mới của vụ án.
Căn cứ lời khai của Phạm Văn Lý tại cơ quan điều tra và phiên tòa phúc thẩm đều phù hợp với những diễn biến trong vụ án cũng như dấu vết, hung khí thu thập được tại hiện trường. Hội đồng xét xử đã quyết định tuyên phạt bị cáo Phạm Văn Lý y án 18 năm tù về tội giết người, 2 năm tù về tội cướp tài sản; tổng các khung hình phạt là 18 năm tù giam