Trước đó ngày 3-12, Công an Thái Bình tiếp nhận tin báo chị N.T.H là cán bộ điều dưỡng đang công tác tại Bệnh viện Phổi Thái Bình tử vong bất thường tại nơi làm việc. Theo các đồng nghiệp của chị H. cho biết, sau khi chị H. uống trà sữa để trong tủ lạnh đã vào nhà vệ sinh và tử vong tại đây.
Sau khi nhận được tin báo, lực lượng chức năng đã tiến hành khám nghiệm hiện trường, thu thập chứng cứ, điều tra vụ việc và nhận thấy nhiều điểm nghi vấn xung quanh cái chết của chị H. Cơ quan chức năng xác định chị H. tử vong do bị đầu độc bằng chất kịch độc xyanua có trong cốc trà sữa mà nạn nhân đã uống.
Sau đó, cơ quan CSĐT đã quyết định khởi tố vụ án, khởi tố bị can, bắt tạm giam Lại Thị Kiều Trang (25 tuổi, huyện Kiến Xương, tỉnh Thái Bình) để điều tra làm rõ vụ án. Sau khi bị bắt giam, Trang khai nhận là em họ chị Đ.T.H.Y (chị Y. có chồng là anh P.V.Q).
Từ tháng 1-2019, giữa Trang và anh Q. nảy sinh tình cảm. Khoảng tháng 10-2019, anh Q. muốn dừng lại mối quan hệ này dẫn đến việc Trang buồn chán. Khoảng đầu tháng 11-2019, Trang đã tìm mua xyanua trên mạng internet để tự tử nhưng do ghen với chị Đ.T.H.Y nên Trang đã nảy sinh ý định giết chị Y.
Biết chị Y. hay uống trà sữa, ngày 2-12, Trang đã mua 6 ly trà sữa về nhà và bơm xyanua vào ly trà sữa mang đến Bệnh viện Phổi Thái Bình giả là người nhà bệnh nhân gửi cho chị Y. để cảm ơn. Do chị Y. không có mặt ở bệnh viện, Trang đã gửi túi đựng trà sữa cho một điều dưỡng viên khác và nhờ chuyển cho chị Y.
Khoảng 10 giờ ngày 3-12, đồng nghiệp của chị Y. là chị N.T.H đã uống phải ly trà sữa do Trang gửi đến cho chị Y., làm chị N.T.H tử vong ngay sau đó.