Đối tượng nghi can trong vụ án giết người xảy ra vào khoảng 0h15 phút ngày 15/11 được xác định là Trần Lưu Anh Bạch, 32 tuổi, trú khu phố 4, phường Đức Thắng, TP Phan Thiết. 

Trước đó, khoảng 0h15 phút ngày 15/11, người dân phát hiện một người đàn ông nằm bất động trên vũng máu ở đường Hàn Thuyên, phường Lạc Đạo, TP Phan Thiết. Vụ việc được báo cho Công an phường Lạc Đạo.

Qua khám nghiệm, nạn nhân được xác định là P.V.S, 48 tuổi, trú phường Bình Hưng, TP Phan Thiết.

Qua công tác khám nghiệm tử thi cho thấy nạn nhân bị sát hại dã man, trên người có hơn 20 vết thương.

Ngày 16/11, Giám đốc Công an tỉnh Bình Thuận xác lập chuyên án do Đại tá Huỳnh Ngọc Liêm - Phó giám đốc, Thủ trưởng Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an tỉnh làm Trưởng ban, huy động gần 100 cán bộ, chiến sĩ công an tham gia. 

Đến 13h30 phút ngày 17/11, Ban chuyên án xác định đối tượng nghi vấn thực hiện hành vi phạm tội nên đã mời về làm việc.

Qua đấu tranh, Trần Lưu Anh Bạch khai nhận, khoảng 23h50 phút ngày 14/11, Bạch điều khiển xe máy từ nhà đến khu vực cầu Trần Hưng Đạo thì nhìn thấy P.V.S vẫy tay gọi nên quay lại.

Lúc này, S rủ "hai anh em mình đi chơi đi". Bạch nhận ra S là người đồng tính nhưng vẫn đồng ý đi. S nói Bạch chạy xuống bờ kè Lạc Đạo, khi đến nơi Bạch dùng dao đâm S nhiều nhát vào người. Sau đó, Bạch điều khiển xe máy chạy về nhà.

Từ lời khai của Bạch, lực lượng công an đã thu giữ được con dao tại bụi cây gần nhà Bạch.