Tại cơ quan điều tra, 2 đối tượng gây án là Lò Chính Lương (sinh năm 2009) và Hoàng Văn Tiến (sinh năm 2006) cùng trú tại xã Chiềng Sung, huyện Mai Sơn khai nhận: Do có mâu thuẫn từ trước, đêm muộn ngày 17/4, gặp Lường Quốc Việt tại tiệc rượu ở nhà người quen, Lương và Tiến đã về trước chuẩn bị 2 dao, 1 đoạn gậy sắt phục ở đoạn đường vắng, khi Lường Quốc Việt đi xe mô tô một mình qua để về nhà, 2 đối tượng đã ép đuổi từ phía sau lên, dùng gậy sắt và dao tấn công làm Việt tử vong tại chỗ.

Để che giấu hành vi phạm tội, Lương và Tiến đã kéo nạn nhân lên lề đường, tạo dựng hiện trường giả là Lường Quốc Việt bị chết do tai nạn giao thông, sau đó cất dấu hung khí, rồi gọi dân bản đến cấp cứu nạn nhân.