Theo điều tra ban đầu, năm 2004, Duy kết hôn với chị Chu Thị M. (41 tuổi, xã Ea Tân). Có với nhau 2 người con, nhưng trong quá trình sinh sống giữa Duy và chị M. thường xuyên xảy ra mâu thuẫn, nên đến năm 2020 thì cả 2 ly hôn.
Sau khi ly hôn, chị M. và 2 người con dọn vào rẫy sinh sống, để lại căn nhà cho Duy ở. Thế nhưng, trong khoảng thời gian này, Duy và chị M. tiếp tục xảy ra nhiều mâu thuẫn về chuyện tiền bạc. Duy nghi ngờ chị M. có quan hệ tình cảm với người đàn ông khác nên nảy sinh ý định đầu độc giết vợ cũ.
Cơ quan công an thi hành lệnh bắt đối tượng Duy Do đó, khoảng 17 giờ, ngày 30-8-2021, Duy cầm 2 chai thuốc trừ sâu lén đổ xuống giếng nước sinh hoạt của chị M.. Tuy nhiên, hành vi của Duy đã bị chị M. và 2 người con đứng từ xa phát hiện. Khi Duy bỏ về nhà, chị M. múc nước giếng lên kiểm tra và phát hiện có mùi thuốc sâu nên đã trình báo cơ quan chức năng.
Sau thời gian điều tra, Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Đắk Lắk đã đủ căn cứ để thi hành lệnh bắt tạm giam đối Chu Sỹ Duy về tội Giết người.
