Công an tỉnh Thanh Hóa bắt giam Cợ để điều tra hành vi giết người. Cợ khai chiều 3/3 lên dãy núi gần nhà đi bẫy thú, sau đó vào chòi canh của gia đình chị Sung Thị Xua, 40 tuổi, hút thuốc lào rồi nảy sinh mâu thuẫn.
Cợ dùng dao chém nhiều nhát khiến nạn nhân chết tại chỗ rồi bỏ trốn. Sáng hôm sau, người thân đi tìm, phát hiện chị Xua chết trong chòi canh gần biên giới Việt - Lào nên báo cảnh sát.
Sàng lọc nhiều nghi can trong diện tình nghi trên địa bàn, cơ quan điều tra xác định Sung Văn Cợ là kẻ gây án nên vây bắt khi hắn đang lẩn trốn gần nhà.
Nghi phạm nghiện ma túy, có lý lịch "bất hảo".