Theo điều tra ban đầu, thông qua mạng xã hội, A và T quen biết và có quan hệ tình cảm với bé K. Ngày 31/12/2022 A nhắn tin rủ K về nhà A tại xã Ninh Thượng, thị xã Ninh Hòa chơi đón giao thừa, K đồng ý. A đến nhà chở K đi đến khu vực bãi đất trống trước nhà A và ngồi ăn nhậu cùng với T, đến khoảng 23 giờ cùng ngày thì K mệt nên vào nhà của A nằm, A ngồi nhậu với T một lúc sau thì T đi về, A đi vào phòng ngủ thấy K nên nãy sinh ý định giao cấu, A đến nằm ôm K và thực hiện hành vi giao cấu với K 03 lần tại phòng ngủ nhà A, đến sáng 01/01/2023 mẹ A đi vào thấy A nằm ngủ cùng K nên la mắng, đuổi K về. A lấy xe mô tô chở K đi đến nhà T chơi và để K ở lại nhà của T rồi đi về. Tại nhà T, T nãy sinh ý định giao cấu với K nên kêu T vào phòng ngủ rồi thực hiện hành vi giao cấu với T 01 lần tại phòng ngủ rồi đi ra trước nhà ngồi chơi thì thấy mẹ của K đi tìm, T kéo K bỏ chạy ra bụi tre sau nhà trốn, tại đây T nằm ôm K và giao cấu với K thêm 01 lần, thấy có người đi làm ruộng nên T sợ bị phát hiện nên kéo K đến đám mía gần đó rồi nằm tiếp tục giao cấu với K, sau đó mẹ của T đi làm về và chở K về giao cho mẹ K.
Ngay sau đó, mẹ của K trình báo sự việc đến cơ quan điều tra Công an thị xã Ninh Hòa. Cơ quan điều tra, Viện kiểm sát đã tiến khám nghiệm hiện trường, thu thập dấu vết tội phạm, triệu tập những người có liên quan xác minh làm rõ diễn biến vụ việc, xét thấy vụ việc có tính chất rất nghiêm trọng, cơ quan điều tra Công an thị xã Ninh Hòa đã báo cáo và chuyển cơ quan điều tra Công an tỉnh Khánh Hòa tiếp tục giải quyết theo thẩm quyền.