Theo cáo trạng, khoảng cuối tháng 11.2021, thông qua lớp tập Yoga ở quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, bị cáo Thái quen biết và có quan hệ tình cảm với chị Nguyễn Thị Q. (sinh năm 1982, ở Hà Nội).
Đến cuối tháng 6.2022, giữa Thái và chị Q. nảy sinh mâu thuẫn và chị Q. muốn chấm dứt quan hệ với nhân tình. Bị cáo không đồng ý, nảy sinh ý định gặp chị Q. để níu kéo quan hệ, nếu bị từ chối sẽ giết tình nhân rồi tự sát.
Tập Yoga được một lát, bị cáo đi xuống trước, mở cốp xe, lấy dao nhọn, cất vào tay áo bên trái rồi ngồi trước cửa phòng tập Yoga đợi chị Q.
13 giờ 20 cùng ngày, chị Q. rời phòng tập, đi về nơi làm việc theo hướng Phố Huế – Hàng Bài, Hà Nội. Lúc này, bị cáo Thái điều khiển xe máy đi song song với chị Q.
Khi đến trước số nhà 17, phố Hàng Bài, Hà Nội, bị cáo khiển xe máy vượt lên, chặn xe chị Q. dừng lại và nói: “Bây giờ như thế nào”. Lúc này chị Q. đáp:“Ông cút ra khỏi cuộc đời tôi”.
Trong lúc hai người lời qua tiếng lại, bị cáo Thái giật lấy chìa khoá xe máy và thẻ gửi xe của nhân tình nên chị Q. đòi lại, khiến hai người giằng co với nhau.
Sau đó, chị Q. đi bộ vào cửa hàng gần đó hỏi mượn điện thoại để gọi cho người thân. Thấy vậy, bị cáo Thái đi theo, đưa chìa khoá và thẻ gửi xe cho chị Q.
Khi chị Q. ngồi lên xe máy định rời đi, bị cáo lấy dao nhọn đã chuẩn bị trước đó, đâm một nhát vào vùng lưng chị Q. Bị tấn công bất ngờ, chị Q. xuống xe máy, bỏ chạy lên vỉa hè. Bị cáo Thái cầm dao chạy đuổi theo nạn nhân. Đến khu vực trước cửa rạp Kim Đồng, anh ta đuổi kịp và dùng dao đâm 13 nhát vào người chị Q., khiến nạn nhân gục ngã, tử vong tại chỗ.
Bị cáo Thái cầm dao đâm liên tiếp nhiều nhát vào bụng của mình để tự sát rồi vứt hung khí xuống lòng đường, cố tiến lại vị trí chị Q. đã tử vong, nằm và ôm nạn nhân. Sau đó, anh ta được mọi người đưa đến bệnh viện cấp cứu nên không tử vong.
Ngày 12.8.2022, bị cáo Mai Xuân Thái bị Công an bắt giữ để điều tra về hành vi giết người.
Về trách nhiệm dân sự, trong giai đoạn điều tra vụ án, đại diện gia đình bị cáo đã bồi thường cho gia đình nạn nhân 200 triệu đồng để khắc phục hậu quả. Gia đình nạn nhân yêu cầu Thái bồi thường thêm 400 triệu đồng để nuôi hai con nhỏ của chị Q. đến khi đủ 18 tuổi.
Hội đồng xét xử buộc bị cáo phải bồi thường 600 triệu đồng để phụ cấp nuôi con và mẹ của người đã khuất.