Vì lỡ cầm mất chiếc xe máy đi mượn, mang tiền tiêu mất nên Luyện không còn tiền để chuộc xe. Đó là động cơ tiến hành vụ cướp tiệm vàng.[4]

Theo lời khai của bị cáo, vào rạng sáng 24/8, khi trời còn mờ tối, Luyện nấp cách tiệm vàng một quãng. Khi không thấy bóng người, Lê Văn Luyện nhanh chóng đột nhập lên tầng ba ngôi nhà. Công cụ của Luyện là một con dao nhọn và một con dao phớ. Sau khi dùng đèn pin soi tầng ba không tìm thấy gì, Luyện xuống tầng 2. Suy tính vàng và nữ trang giấu ở tầng 2 nên Luyện ngắt cầu dao và camera. Lúc 5 giờ rưỡi, thấy anh Trịnh Thành Ngọc - chủ nhà - lên phơi quần áo tầng 3, Lê Văn Luyện vung dao đâm. Anh Ngọc tuy bị thương nhưng vẫn cố đoạt vũ khí và kêu cứu. Vợ anh Ngọc là chị Chín chạy lên bị chém thêm nhiều nhát. Chủ nhà sau đó cướp được con dao nhọn. Luyện liền rút dao phớ đâm tiếp. Anh Ngọc ngã lăn xuống tầng 2. Luyện tiếp tục chém nhiều nhát đến khi anh bất tỉnh.

Con gái lớn là bé Ngọc Bích nghe thấy tiếng kêu bật dậy và tìm điện thoại liên lạc bên ngoài. Lê Văn Luyện sợ bị bắt nên vung dao chém đứt tay cô bé rồi đâm thêm nhiều nhát. Vì tưởng rằng cô bé đã chết nên Luyện bỏ đi.

Cô con gái thứ 18 tháng tuổi là bé Thảo khóc to nên Luyện dùng dao phớ sát hại.

Sau đó, Luyện đi lấy ba lô và cất vũ khí vào trong rồi xuống tầng 1. Luyện phá tủ kính và lấy vàng rồi mở cửa bếp thoát ra ngoài. Lúc này, trời đã sáng, khu phố đã bắt đầu nhiều người qua lại. Sợ bị phát hiện, Luyện gọi điện cho người anh họ đến đón rồi bỏ trốn.[5]

Lúc chạy trốn, hành trang của Luyện chỉ có một bộ quần áo, vài bao thuốc lá với 200.000 đồng.[4] Ngày 31 tháng 8 năm 2011, sau 6 ngày lẩn trốn, Luyện rơi vào tay lực lượng biên phòng ở Thụy Hùng, Văn Lãng, Lạng Sơn. Luyện định chạy trốn sang Trung Quốc nhưng không kịp, bị bắt đưa về Bắc Giang.[6]