Theo cáo trạng truy tố, từ tháng 12-2016 đến tháng 5-2017, Hoàng đã thực hiện 6 vụ dâm ô đối với 6 cháu học sinh độ tuổi từ 7 – 10 tuổi tại một số trường tiểu học trên địa bàn Hà Nội.
Để thực hiện hành vi thú tính trên, Hoàng thường lợi dụng thời gian buổi sáng khi phụ huynh đưa con trường rồi vội đi làm, các cô giáo ít để ý, mọi người dễ dàng ra vào trường tiểu học nên mỗi lần đưa bạn gái đi học, trên đường trở về, Hoàng gửi xe gần trường học rồi đi bộ vào trong trường, tìm thời cơ sơ hở để thực hiện hành vi phạm tội.
Để không bị phát hiện, Hoàng đi lên tầng 2, 3 của trường học và đứng gần khu vệ sinh nữ. Thấy cháu nào lại gần, Hoàng vờ nói "chú là bạn của bố cháu", khi thì nhắc nhở các cháu rửa tay sạch sẽ trước khi vào lớp rồi đi theo các cháu vào nhà vệ sinh.
Tại đây, lợi dụng các cháu gái không chú ý trong lúc vệ sinh chân tay, đối tượng Hoàng đã dùng tay sờ soạng vào các bộ phận nhạy cảm của bị hại. Đối tượng Hoàng chỉ chấm dứt hành vi bỉ ổi của mình khi các cháu hoảng sợ, la hét, bỏ chạy ra khỏi nhà vệ sinh. Sau đó, Hoàng cũng nhanh chân chuồn ra cổng trường để tẩu thoát.
Tại phiên tòa xét xử, bị cáo Hoàng đã thừa nhận hành vi phạm tội của mình. "Hành vi của bị cáo làm ảnh hưởng đến đời sống tinh thần, vật chất của các cháu bé và gia đình. Bị cáo mong nhận được tha thứ từ bị hại, phụ huynh các cháu..."- bị cáo Hoàng bày tỏ.
Đồng thời, Hoàng cũng khai nhận động cơ gây án là do ảnh hưởng của việc nghiện phim "sex" trên mạng. Do đó dù đã có bạn gái nhưng Hoàng vẫn cố tìm cách để có hành vi đồi bại đối với một số trẻ nhỏ nhằm thỏa mãn thú tính.
Sau khi xem xét toàn bộ vụ án, quá trình xét xử và lời khai của Hoàng tại phiên tòa, HĐXX xét thấy hành vi phạm tội của bị cáo Hoàng là nguy hiểm cho xã hội, ảnh hưởng tới tâm sinh lý phát triển bình thường của các cháu bé, gây tâm lý hoang mang cho các bậc phụ huynh, gây bất bình trong dân cư nên. Do đó, Tòa quyết định tuyên phạt bị cáo Nguyễn Việt Hoàng 4 năm 6 tháng tù về hành vi dâm ô trẻ em.