Trong ngày đầu diễn ra phiên tòa giám đốc thẩm vụ án Hồ Duy Hải, Chánh án Nguyễn Hòa Bình cho biết, ông rất tiếc khi một số luật sư, kiểm sát viên... tham gia trong quá trình giải quyết vụ án đã vắng mặt.
Theo các bản án sơ thẩm, phúc thẩm cho thấy, khoảng tháng 10/2007, Hồ Duy Hải đi mua điện thoại di động từ TP Hồ Chí Minh về Tân An thì quen chị Nguyễn Thị Thu Vân (nhân viên Bưu điện Cầu Voi) đi cùng xe khách. Qua tìm hiểu, Hải biết số điện thoại ở Bưu điện Cầu Voi nên đã sử dụng số điện thoại di động của mình điện vào số điện thoại của Bưu điện để đặt mua báo với chị Vân. Qua các lần đến nhận báo, Hải biết thêm chị Nguyễn Thị Ánh Hồng.
Tối ngày 13/01/2008, Hồ Duy Hải điều khiển xe máy đến Bưu điện Cầu Voi, đi vào phòng giao dịch gặp chị Vân đang ngồi trực, sau đó vào phòng trong ngồi thì gặp chị Hồng đi ra nói chuyện và mời Hải uống nước.
Đến giờ Bưu điện nghỉ, Hải đưa tiền cho chị Vân đi mua trái cây về ăn. Khi đó, Hải nảy sinh ý định "quan hệ" với chị Hồng nên đã nắm tay, kéo chị Hồng vào buồng. Tuy nhiên, chị Hồng phản ứng, dùng chân đạp vào bụng Hải, rồi chạy ra phía sau cầu thang. Khi đuổi kịp chị Hồng, Hải kéo tay nạn nhân, xô vào góc tường gần chân cầu thang và đẩy chị Hồng ngã xuống sàn gạch rồi lấy thớt tròn đập vào vùng mặt và đầu, làm chị Hồng bị ngất.
Sau đó, Hải dùng dao inox cắt qua cắt lại 2 cái vào cổ chị Hồng. Thấy chị Hồng nằm im, Hải đi vòng ra khu vực phía sau phòng vệ sinh rửa dao và tay cho sạch máu rồi dắt dao vào lưng quần phía trước bụng và đi vào nhà thì thấy chị Vân đi mua trái cây về.
Khi nhìn thấy chị Hồng bị cắt cổ chết, do sợ hãi nên chị Vân chạy ngược trở lại phòng khách thì Hải cầm ghế xếp inox thủ sẵn, đánh vào đầu làm chị Vân gục ngã xuống nền gạch rồi kéo chị Vân đến chỗ xác chị Hồng, lấy dao đã thủ sẵn trong người cắt cổ chị Vân từ 2 - 3 cái.
Do máu bắn vào tay và áo nên Hải ra phòng vệ sinh rửa tay, rửa dao và đi lên nhà bỏ dao vào tấm bảng lớn để sát vách tường gần cầu thang. Sau đó, Hải trở lên phòng giao dịch mở tủ lấy 1,4 triệu đồng, khoảng 40 - 50 cái sim điện thoại. Chưa dừng lại, Hải quay lại chỗ xác chết của Vân và Hồng, lấy của chị Vân 1 dây chuyền vàng không mặt, 1 chiếc vòng đeo tay bằng vàng và 1 nhẫn vàng; lấy của chị Hồng 1 đôi hoa tai vàng, 1 sợi dây chuyền vàng mặt hoa, 1 lắc tay vàng và 2 nhẫn vàng.
Sau khi gây án, Hải leo qua hàng rào ngăn giữa sân sau và sân trước, lấy xe rồi chạy về hướng nhà dì ruột. Sau đó, Hải tắm giặt quần áo, lấy số nữ trang rửa sạch rồi bọc nilon cất đi. Ngày 18/01/2008, Hải lấy số nữ trang, sim điện thoại lên TP Hồ Chí Minh bán.
Sau khi gây án khoảng 1 tuần, sợ bị phát hiện nên Hải lấy quần áo đã mặc hôm gây án và dây thắt lưng ra đốt ở sau vườn nhà dì ruột.
Ngày 14/01/2008, Phòng Giám định pháp y Bệnh viện Đa khoa tỉnh Long An kết luận: "Nạn nhân Nguyễn Thị Ánh Hồng và Nguyễn Thị Thu Vân tử vong do vết thương hở làm đứt ngang vùng cổ phía trước gây choáng chấn thương, mất máu cấp và máu tụ dưới da đầu…".
Quá trình giải quyết vụ án và tại Bản án hình sự sơ thẩm cho thấy, ngày 01/12/2008, TAND tỉnh Long An đã quyết định xử phạt Hồ Duy Hải tử hình về tội "Giết người" và 5 năm tù về tội "Cướp tài sản", tổng hình phạt buộc Hồ Duy Hải phải chấp hành là tử hình (cho cả 2 tội danh). Sau đó, Hải kháng cáo xin giảm nhẹ hình phạt.
Tại Bản án hình sự phúc thẩm ngày 28/4/2009, Tòa phúc thẩm TANDTC tại TP Hồ Chí Minh không chấp nhận kháng cáo của Hồ Duy Hải, giữ nguyên các quyết định của Bản án hình sự sơ thẩm. Tuy nhiên sau đó gia đình bị cáo này đã làm đơn kêu oan.