Đầu ngày 6 tháng 8 năm 2020, vợ chồng Phú Lê bị Công an quận Hoàng Mai, phối hợp cùng Phòng Cảnh sát hình sự, Công an thành phố Hà Nội bắt giữ để làm rõ về hành vi cố ý gây thương tích.[33][34][35][36] Công an thành phố Hà Nội đã xác định được Phú Lê liên quan tới vụ việc gây thương tích đối với bà Nguyễn Thị Nga cùng em gái là bà Nguyễn Thị Bé, trú tại xã Hồng Hà, Đan Phượng, Hà Nội.[37] Hai người phụ nữ bị hai đàn em bịt kín mặt của Phú Lê là Hoàng Văn Thuỵ và Trần Văn Tư, giả vờ là người đến mua chó,[38] rồi lợi dụng sơ hở dùng tuýp sắt đánh bị thương phải nhập viện điều trị vào ngày 3 tháng 8.[39][40][41]

Vốn trước đó một người tên là Trần Thị Đào, còn được cư dân mạng biết đến dưới biệt danh là "hot girl xăm trổ" Đào Chile, đã trình báo việc gia đình mình bị một nhóm xã hội đen đến hành hung khiến mẹ và dì phải nhập viện.[42] Đào Chile vốn từng quen biết với vợ chồng Phú Lê khi thực hiện một sản phẩm hài Tết vào năm 2017. Lã Thúy Kiều sau đó đã mời Đào quảng bá sản phẩm cho mình. Sau một thời gian hợp tác, Đào tách ra làm riêng khiến giữa hai bên xảy ra mâu thuẫn.[43] Ngày 18 tháng 7, Đào đã đề cập tới vấn đề trong buổi phát trực tiếp trên trang Facebook cá nhân. Ngay lập tức, Lã Thúy Kiều huy động đàn em đến tìm gặp Đào và treo thưởng ai đánh Đào sẽ được thưởng 20 triệu đồng.[39][44]

Sau khi điều tra sự việc, cơ quan chức năng đã xác định được những người liên quan tới vụ hành hung trên chính là vợ chồng Phú Lê. Tại cơ quan điều tra, Phú đã thừa nhận toàn bộ hành vi phạm pháp, lấy lý do là vì ức chế khi vợ liên tục bị xúc phạm trong 10 ngày "nên không kiểm soát được hành vi", gây ra vụ cố ý gây thương tích, dù không mâu thuẫn gì với 2 nạn nhân.[45][46] Anh cũng khai là đã bị "Đào Chile đứng trước cửa nhà với 2-3 anh em xăm trổ chửi bới, sỉ nhục".[47] Bên cạnh vợ chồng Phú Lê, Cục Cảnh sát hình sự Bộ Công an đã triệu tập 16 người khác có liên quan để điều tra, xác minh.[48][49] Ngày 11 tháng 8, Công an thành phố Hà Nội ra quyết định khởi tố bị can đối với Lê Văn Phú và Hoàng Văn Thụy về tội cố ý gây thương tích.[6][50][51][52]