Nhận lệnh, 3 giám định viên tư pháp thuộc Trung tâm Giám định pháp y - sinh vật thuộc Viện Khoa học hình sự (KHHS) lên đường đi Nghệ An lúc 14h ngày 10/12/2004 để phối hợp cùng các đồng nghiệp Công an Nghệ An giám định một bộ xương người mới được phát hiện ở xóm 9, xã Nghi Phú, Tp. Vinh.

8 giờ ngày 11/12/2004, Đại tá Đặng Trọng Hải, Thủ trưởng CQĐT, Công an Tp. Vinh, ký quyết định trưng cầu giám định gửi các giám định viên pháp y, Bộ Công an. Công tác khám nghiệm và nghiên cứu bộ xương được tiến hành ngay tại hiện trường xóm 9, xã Nghi Phú trước sự chứng kiến của ông Đinh Văn Thống, kiểm sát viên Viện Kiểm sát nhân dân tỉnh Nghệ An.

Với tác phong làm việc thận trọng, tỉ mỉ, 3 giám định viên  pháp y lần lượt xem xét từ ngoài vào trong, bắt đầu từ trang phục của nạn nhân. Quần áo nạn nhân không có gì đặc biệt, áo màu hồng, quần âu màu đen. Chính em trai nạn nhân nhận ra chị mình là Nguyễn Thị Thu Hiền nhờ vào bộ quần áo này.

Tình trạng của bộ xương đã mục nát tương đối, có khá nhiều mảnh vỡ. Tuy nhiên, phần còn lại của bộ xương cũng đủ để các giám định viên nghiên cứu, xác định giới tính, chiều cao, tổn thương trên xương. Họ đã tìm thấy tổn thương nứt vỡ xương sọ ở vùng đỉnh đầu. Đây là vết nứt vỡ xương do tác động ngoại lực dẫn đến chấn thương sọ não khiến nạn nhân tử vong. Rõ ràng cái chết của nạn nhân không bình thường.

11h30', những số đo cuối cùng giám định bộ xương đã hoàn tất. Các giám định viên pháp y thở phào nhẹ nhõm. Công việc khó khăn, vất vả của họ đã có kết quả xứng đáng. Bộ xương đó đúng là xương thuộc về giới nữ, các chỉ số giải phẫu phù hợp với cô gái Nguyễn Thị Thu Hiền bị mất tích cách đây 14 năm...

Một trong những yếu tố quan trọng giúp cho quá trình giám định là công tác bảo vệ hiện trường. Sau khi phát hiện bộ xương, Công an Tp. Vinh đã cho phủ nilon chờ các chuyên gia giám định từ Hà Nội vào. Việc này rất quan trọng - tiến sĩ pháp y ĐQT, Viện KHHS giải thích. Nhiều trường hợp khi phát hiện thấy bộ xương nghi vấn, cán bộ kỹ thuật nếu thiếu kinh nghiệm, làm xáo trộn hoặc thu nhặt xương xếp chồng chất lên nhau cho vào bao tải có thể tạo thêm những dấu vết gãy vỡ mới gây khó khăn cho công tác giám định sau này

Kết quả giám định ngay lập tức được thông báo tới CQĐT: dấu hiệu của một vụ trọng án đã rõ.

Vào thời điểm mà giám định viên pháp y, Bộ Công an, đang nghiên cứu khám nghiệm bộ xương thì tại Hà Nội, đối tượng nghi vấn Ngô Xuân Thuân, người yêu cũ của cô Hiền, bị CQĐT - Công an Hà Nội xét hỏi.

Đã 14 năm trôi qua, tên Thuân có đủ thời gian tính toán, suy nghĩ cách khai báo để đối phó với công an. Thuân khai rằng, khoảng 18 giờ tối một ngày sau Tết năm 1990, cô Hiền đến chơi, ăn mặc, trang điểm khá xinh đẹp. Do có việc bận phải ra ngoài một lát khi quay về, hắn phát hiện thấy cô Hiền đã... treo cổ tự sát trong nhà (?!). Vì quá sợ hãi, Thuân không trình báo mà bí mật đem xác cô gái bỏ trong tấm chăn chôn ở ruộng rau muống sau xí nghiệp.

Nếu theo lời khai của Thuân thì cô Hiền bị chết ngạt do treo cổ, và hắn hoàn toàn vô can. 14 năm, nhân chứng, vật chứng không có, hung thủ yên chí đổ cho cô Hiền tự sát. Thế nhưng, lúc hắn đang khai láo như vậy thì được các điều tra viên Công an Hà Nội thông báo kết quả xét nghiệm, giám định bộ xương. Thuân hoàn toàn suy sụp. Hắn xin về thắp hương cho người yêu cũ rồi cúi đầu nhận tội rằng, chính hắn là hung thủ gây nên cái chết của Nguyễn Thị Thu Hiền.

Như vậy, chỉ trong 3 ngày kể từ khi phát hiện thấy bộ xương, ngày 9/12/2004 đến khi hung thủ nhận tội ngày 11/12/2004, Công an Nghệ An phối hợp cùng Công an Hà Nội đã lập chiến công xuất sắc: phá một vụ trọng án giết người cách đây 14 năm tưởng chừng chìm vào quên lãng. Chiến công chung ấy có phần đóng góp quan trọng của các cán bộ KHHS Công an Nghệ An và đặc biệt là của các giám định viên pháp y, Bộ Công an, những người đã "khiến" bộ xương cô Hiền “nói lên” sự thật về cái chết của cô