Với nhiệm vụ chủ công trong công tác điều tra nên gần như toàn bộ CBCS Phòng Cảnh sát hình sự và Công an huyện Quan Sơn đều được tung vào cuộc. Bên cạnh đó, Ban chuyên án đã trưng dụng các CBCS có kinh nghiệm ở một số đơn vị nghiệp vụ khác để tham gia phá án. Đến thời điểm hiện tại, cơ quan điều tra đã triệu tập hơn 10 đối tượng có liên quan đến vụ án để lấy lời khai, làm rõ các nghi vấn.
Trước đó - vào tối 12.1, món quà sinh nhật là chiếc đài cassette mini phát nổ làm anh Đỗ Hữu Tỉnh - trú ở xã Trung Tiến, Quan Sơn - thiệt mạng. Chị Đỗ Thị Lệ (29 tuổi, vợ anh Tỉnh) và con gái là cháu Đỗ Thị Thủy (11 tuổi) bị thương. Theo chị Lệ, chiều trước khi vụ nổ xảy ra, gia đình nhận được một hộp quà từ anh Lương Văn Dũng - kế toán xã - chuyển giúp, nói là do xe khách Hải Muối nhờ chuyển.
Gói quà sinh nhật là một hộp giấy bọc kỹ, rộng khoảng 20-25cm, nặng chừng 1kg, bên hông dán dòng chữ đánh máy tính “Quà sinh nhật gửi Bờm” (Bờm là cháu Đỗ Hữu Thắng - 7 tuổi, con anh Tỉnh), nhưng không có tên người gửi. Do các con đòi mở quà nên anh Tỉnh đã mở ra, thấy có chiếc đài nên đã nghi vấn, gọi điện lại cho người quen ở dưới TP.Thanh Hóa nhưng không ai nhận là đã gửi.
Đến khoảng 19h30 cùng ngày, anh Tỉnh lại gọi điện cho anh Lê Đình Tư – phụ xe Hải Muối – người trược tiếp nhận gói quà để hỏi lại xem có biết ai gửi quà không, trông bộ dạng thế nào vì người thân ở quê báo không gửi gì, đồng thời thắc mắc “sao gửi quà sinh nhật cho trẻ con mà lại tặng đài cassette như kiểu ông già thế?”.  Anh Tư cho biết, vì vội quá nên không nhớ ra ai gửi.
Dù đã mang nhiều nghi vấn như vậy, nhưng do con gái đòi nghe thử nên đến khoảng 20h cùng ngày, anh Tỉnh đã cắm vào ổ điện. Không ngờ, chiếc đài phát nổ khiến anh thiệt mạng. 
Theo tường trình của anh Lê Đình Tư - phụ xe Hải Muối - thì khoảng 9h sáng 12.1, khi anh ra bến xe Phía Tây (Thanh Hóa) nhận hàng, chuẩn bị cho xe xuất bến ngược tuyến TP.Thanh Hóa - Quan Sơn thì có người đề nghị gửi hàng. “Thấy trên gói quà có địa chỉ người nhận là gia đình Tỉnh - Lệ ở km 25, tôi đồng ý ngay vì nhà anh Tỉnh thường xuyên nhận hàng từ thành phố”. Việc giao nhận hàng diễn ra rất nhanh, chỉ trong khoảng mấy chục giây. Vị khách lạ sau đó trả 20.000 đồng tiền cước rồi vội vã bỏ đi.   
Được biết, vợ chồng anh Tỉnh lên lập nghiệp ở bản Chè được khoảng 7 năm nay. Thường ngày, anh Tỉnh làm nghề sửa chữa xe máy, còn vợ bán hàng tạp hóa. Họ sống rất hòa đồng với dân bản.
Hiện, cơ quan điều tra đã khởi tố vụ án hình sự để điều tra, làm rõ