Ba người bị khởi tố, bắt tạm giam hai tháng là Lý Đình Vũ (37 tuổi), Nguyễn Chương Đại (25 tuổi, cùng quê Bắc Ninh, và Hoàng Văn Thám (33 tuổi, quê Lạng Sơn) để điều tra tội Gây ô nhiễm môi trường theo khoản 2 điều 235 Bộ luật hình sự 2015. Các quyết định trên đã được VKSND tỉnh Hòa Bình phê chuẩn.
Cảnh sát xác định cả ba người trực tiếp xả dầu thải xuống sông Đà gây ô nhiễm nguồn nước.
Theo điều tra ban đầu, Vũ nhận thu gom, vận chuyển, xử lý dầu thải từ chỗ bà Trang, người của Công ty gốm sứ Thanh Hà (thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ), với giá 1.000 đồng/lít. Sáng 7/10, Vũ liên lạc với bà Trang đến lấy dầu song bà này đi vắng nên giao cho Trần Đình Trung (phòng Vật tư) xuất dầu thải cho Vũ.
Sau đó, Vũ cùng Đại và Thám hút dầu thải lên 4 téc có sẵn trên ôtô biển Bắc Ninh. 13h ngày 7/10, nhóm này hút được 8.830 kg (khoảng 10 m3) dầu thải sau đó lái ôtô chở về gửi ở huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên.
Ngày 8/10, Vũ và đồng bọn lái xe tải và xe bốn chỗ, đưa chất thải lên địa bàn xóm Quyết Tiến, xã Phúc Tiến, huyện Kỳ Sơn, đổ trộm rồi bỏ trốn.
Hành vi của ba bị can khiến nước sạch của nhà máy nước sông Đà bị ô nhiễm, gây đảo lộn cuộc sống của hơn 250.000 hộ gia đình ở nhiều quận nội thành Hà Nội.
Hiện tượng nước sạch sông Đà có mùi hắc như dầu cháy xuất hiện từ ngày 10/10 ở nhiều quận như Thanh Xuân, Hoàng Mai, Nam Từ Liêm...
Ngày 11/10, Đoàn kiểm tra liên ngành đã lấy mẫu, xét nghiệm, dự kiến có kết quả sau bảy ngày.
Ngày 14/10, Công ty cổ phần nước sạch sông Đà (Viwasupco) báo cáo Sở Xây dựng Hà Nội về việc xe tải chở dầu nhớt thải đổ trộm vào khe núi xã Phú Minh, Kỳ Sơn (Hòa Bình). Sau đó, dầu lan vào kênh dẫn của Nhà máy nước sạch sông Đà. Sự việc được một số cán bộ công ty phát hiện sáng 9/10, nhưng không báo cáo cơ quan chức năng; không ngăn chặn ô nhiễm.
Ngày 15/10, gần một tuần sau tình trạng trên, Hà Nội họp báo cho biết nước bị nhiễm độc và đưa ra khuyến cáo "chỉ nên dùng để tắm giặt, không sử dụng để nấu ăn, uống". Nước sạch bị ô nhiễm gây ảnh hưởng cuộc sống của hơn 250.000 hộ, tương đương 18% số hộ dân Hà Nội.
Ngày 17/10, công an huyện Kỳ Sơn (tỉnh Hòa Bình) khởi tố vụ án hình sự về tội Gây ô nhiễm môi trường theo Điều 235, Bộ luật hình sự 2015.