Theo Công an TP Vinh, kết quả giám định pháp y chỉ ra vùng kín của cháu bé không có dấu hiệu tổn thương, màng trinh giãn tự nhiên, không có tác động của ngoại lực, không bị xâm hại. Bên cạnh đó, kết quả khám ở Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 cho thấy cháu bị viêm nhiễm ở hậu môn do bị táo bón. Các chứng cứ khác cơ quan công an thu thập được mâu thuẫn với lời khai của người bố.
Cơ quan công an cũng cho biết, bố cháu bé là Nguyễn Thanh Trung (26 tuổi, Nghệ An) đã thừa nhận dàn dựng toàn bộ sự việc, yêu cầu con gái nói theo lời bố. Với những căn cứ này, Công an TP Vinh quyết định không khởi tố vụ án hình sự.
Tuy nhiên, Nguyễn Thanh Trung bị khởi tố về hành vi mua dâm với người chưa đủ 18 tuổi, đối tượng mua dâm là cô Trần Thị Thúy A. (quê Hậu Giang). Cô gái này cũng là người từng bị Trung tố cáo tổ chức cho người khác xâm hại tình dục con gái của Trung vào cuối tháng 6/2019.