Theo giấy phép xây dựng của quận Thanh Xuân cấp tháng 3 năm 2015, tòa nhà chỉ được phép xây nhà ở riêng lẻ 6 tầng, nhưng chủ đầu tư đã xây 10 tầng, chia thành 45 căn hộ để bán.[5]

Ông Nghiêm Quang Minh, 44 tuổi, thường trú tại Yên Hòa, Cầu Giấy, Hà Nội, là chủ của chung cư nơi xảy ra vụ cháy. Chiều ngày 13 tháng 9 năm 2023, Cơ quan Cảnh sát Điều tra Công an thành phố Hà Nội đã khởi tố bị can và ra lệnh bắt bị can để tạm giam 4 tháng với ông Minh về tội Vi phạm quy định về Phòng cháy chữa cháy theo Điều 313 Bộ Luật Hình sự (các quyết định và Lệnh bắt bị can đã được Viện Kiểm sát Nhân dân Thành phố phê chuẩn).[22] Cảnh sát mở một cuộc điều tra để tìm hiểu nguyên nhân vụ cháy. Các nhân chứng cho biết đám cháy bắt đầu từ khu để xe của tòa nhà chung cư, nơi chứa đầy xe máy vào thời điểm đám cháy bắt đầu.[2][11]

Ngày 15 tháng 9, Ban Thường vụ Thành ủy Hà Nội đã có văn bản yêu cầu kiểm tra, xem xét, xử lý theo quy định khi có dấu hiệu vi phạm với các tổ chức Đảng, đảng viên bao gồm Ban Thường vụ Quận ủy Thanh Xuân; Đảng ủy Công an quận Thanh Xuân và Đảng ủy phường Khương Đình, quận Thanh Xuân, thành phố Hà Nội trong hai nhiệm kỳ lần lượt 2015–2020 và 2020–2025 do có liên quan đến những sai phạm nghiêm trọng về xây dựng và luật phòng cháy, chữa cháy.[23]

Ngày 20 tháng 9, Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an Hà Nội thông báo nguyên nhân gây cháy do "chập mạch điện đường dây dẫn điện tại khu vực của bình ắc quy" nằm ở phần đầu của chiếc xe máy tay ga.[5]