Theo cáo trạng của Viện KSND tỉnh Quảng Trị, ngày 22/8/2011, Đậu Xuân Duyên gọi điện thoại sang Lào cho một người phụ nữ tự giới thiệu tên Năng Thang (không rõ tên, địa chỉ cụ thể) đặt mua 8 bánh hêrôin. Sau khi Năng Thang thông báo đã có ma tuý, Duyên đón xe khách chạy tuyến Hà Tĩnh - Viên Chăn, qua cửa khẩu Cầu Treo đến nhà nghỉ Nam-vi-ca ở Viên Chăn, gặp Năng Thang.

Tối ngày 23/8/2011, Duyên đưa cho Năng Thang 48.000 USD mua 8 bánh hêrôin và nợ lại 4.000 USD. Sau khi xem ma tuý xong Duyên đưa lại cho Năng Thang để đóng vào 2 thanh giường đã khoét rỗng rồi chuyển đến bến xe Viên Chăn. Sau đó, Đậu Xuân Duyên liên lạc với nhà xe nhờ Năng Thang gửi giường về Việt Nam. Còn Duyên đón xe khách để trở về Hà Tĩnh.

Khoảng 10 giờ 30 ngày 25/8/201,1 Đậu Xuân Duyên điều khiển xe ô tô biển kiểm soát 30V - 8204 đến địa phận phường Đông Lương, TP Đông Hà, tỉnh Quảng Trị để nhận chiếc giường bên trong có 8 bánh hêrôin từ xe ô tô mang biển kiểm soát Lào UN 8489 chuyển sang xe của Duyên. Trong quá trình chuyển hàng thì bị lực lượng phòng, chống tội phạm ma túy Bộ đội Biên phòng tỉnh Quảng Trị bắt quả tang.

Qua điều tra Đậu Xuân Duyên còn khai từ tháng 5 - 8/2011, Duyên đã 6 lần xuất cảnh sang Lào mua ma tuý cất giấu vào các chiếc giường, tủ, khúc gỗ được khoét rỗng đưa về Việt Nam tiêu thụ tại các tỉnh, TP như Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh, Hà Tĩnh, Nghệ An với số lượng 18 bánh hêrôin và 4.600 viên ma tuý tổng hợp.

Qua lời khai và chứng cứ thu thập được tại phiên toà, thẩm phán, chủ tọa phiên toà Nguyễn Thị Hồng Lý đã tuyên Đậu Xuân Duyên mức án tử hình. Ngoài ra, Đậu Xuân Duyên còn bị tịch thu tài sản, nhà cửa và phương tiện do buôn bán ma túy mà có.