Vào khoảng 18h30, ngày 1/10/2012, khi kết thúc chầu nhậu cùng với bạn bè ở xã Bình Nguyên (Bình Sơn), An điều khiển xe chở Võ Tấn Ngọc và Phạm Văn Cảnh đi dạo trên tuyến quốc lộ 1A, đến đoạn gần trường THPT Trần Kỳ Phong thì xe bị hỏng. Lúc này, An thấy em P.T.H.H đang đi bộ một mình trên đường, An đi theo làm quen, còn Ngọc và Cảnh ở lại sửa xe. Khi đến đoạn đường vắng, An dùng vũ lực cưỡng hiếp em H rồi bỏ đi.
Sau khi nhận được tin báo, Công an huyện Bình Sơn đã tổ chức điều tra, xác minh và bắt Nguyễn Đức An. Tại cơ quan Cảnh sát điều tra, An thành khẩn nhận tội của mình.