Theo tài liệu của cơ quan công an, một đêm tháng 3-2010, Hải cùng đồng bọn tên Sơn (đã bị bắt), lang thang trên địa bàn quận Thanh Xuân mục đích tìm nhà dân nào sơ hở để trộm cắp tài sản. Khoảng 2h, chúng phát hiện ban công tầng 2, ngôi nhà 4 tầng trong một ngõ nhỏ không khóa cửa đã “cồng kênh” nhau đột nhập vào trong. “Dạo” quanh nhà, nhóm này lấy được 9.000USD, hơn 20 triệu đồng, 2 điện thoại di động, 2 máy tính xách tay. Thoát ra ngoài an toàn, Hải cùng đồng bọn đem tài sản đi bán được 210 triệu đồng rồi chia đều. Sau khi vụ việc xảy ra, cơ quan công an đã tổ chức điều tra, truy xét bắt giữ Sơn. Riêng Hải bỏ trốn từ đó đến nay.
Sau khi lang thang ở nhiều nơi, đầu tháng 12-2012, Hải mò về Hà Nội để “kiếm sống”. Bản thân nghiện ma túy nên Hải thường qua lại khu vực bãi rác Trung Liệt tìm mua “hàng”. Sự xuất hiện của một đối tượng lạ mặt ở điểm “nóng” ma túy nhanh chóng bị trinh sát CAP Thành Công phát hiện. Ngày 6-12, sau khi xác định đây là đối tượng bị Cơ quan CSĐT - CATP Hà Nội truy nã, CAP Thành Công đã tổ chức lực lượng bắt giữ. Quá trình xét hỏi, Vũ Duy Hải đã khai nhận hành vi phạm tội của mình như trên.