Vy là con của bà Trần Thị Thúy Hằng, 35 tuổi. Từ giữa năm 2023, bà Hằng thuê căn nhà tại phường Thới Hòa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương để làm nơi giữ trẻ.

Theo cơ quan điều tra, ngày 23/3, bà Hằng thỏa thuận giữ 2 con cho chị Nguyễn Huỳnh Khánh N. (SN 2003) với giá 4,5 triệu đồng một tháng.Ngày 25/3, bà Hằng gọi yêu cầu Vy giữ bé Trọng tại phòng ngủ. Khi bé Trọng khóc, Vy đã dùng tay và cây gỗ đánh vào vùng bụng, lưng, tay bé Trọng.Khoảng 14h ngày 30/3, Hằng lại nhờ Vy trông bé trai 8 tháng tuổi, cho ăn ngủ. Đến 16h, đứa trẻ thức dậy và khóc, Vy bực tức đánh vào vùng bụng, hông, lưng của bé.Thấy nạn nhân không còn cử động, Vy báo bà Hằng đưa đi cấp cứu nhưng nạn nhân tử vong trước khi vào viện.
Ngày 31/3, Trần Lê Thúy Vy đã đến Công an thị xã Bến Cát đầu thú và khai nhận toàn bộ hành vi của bản thân.