Thượng tá Đào Thanh Hải, trưởng Phòng cảnh sát điều tra tội phạm về trật tự xã hội, cho biết Quỳnh làm nghề lái xe thuê, đã một số lần gửi tiền tại ngân hàng này nên biết được những sơ hở của ngân hàng. Sau khoảng một tuần tìm hiểu địa bàn, chiều 11-11 Quỳnh chuẩn bị bình oxy, bình gas, đèn khò, dao, kìm... đến ngân hàng trên. Khoảng 20g30, Quỳnh đột nhập qua ba bức tường xây quanh các lô đất để chui vào sân sau ngân hàng ngồi rình.

Khoảng 22g30, khi ông Văn xong việc ở công an xã, về phòng bảo vệ của ngân hàng để ngủ, Quỳnh áp sát phòng bảo vệ. Vào phòng, Quỳnh dùng dao đâm nhiều nhát vào người ông Văn làm nạn nhân tử vong. Quỳnh lục túi lấy điện thoại của ông Văn rồi sử dụng đèn khò mở một lỗ thủng trên cửa cuốn ngân hàng, đột nhập tiếp vào trong. Vào tới nơi, Quỳnh cắt dây báo động của két sắt, dùng đèn khò xì hai két sắt nhưng không lấy được tiền nên ra ngoài, lấy xe máy của ông Văn bỏ trốn.

Ngay sau khi xảy ra vụ án, đại tá Nguyễn Đức Chung, thủ trưởng Cơ quan cảnh sát điều tra Công an Hà Nội, đã chỉ đạo trên 100 cán bộ chiến sĩ tập trung làm vụ án này. Đến 2g sáng 15-11, công an đã bắt được Nguyễn Bá Quỳnh tại một khách sạn ở Phú Xuyên (Hà Nội). Cơ quan công an cũng làm rõ chi nhánh ngân hàng trên có lắp hệ thống camera nhưng khi hỏng không thay, vì vậy không phát hiện sớm để ngăn ngừa sự việc.