จากการสืบสวนสอบสวนพบว่า ก่อนเกิดเหตุผู้ตายพร้อมเพื่อนรวม 5 คน เดินทางไปเที่ยวชมคอนเสิร์ตภายในตลาดเพลิน วังตาผิน แต่ระหว่างชมการแสดงเกิดเขม่นและมีปากเสียงกับกลุ่มวัยรุ่นอีกฝ่ายบริเวณหน้าเวที จนกลายเป็นชนวนความขัดแย้ง กระทั่งคอนเสิร์ตเลิก กลุ่มผู้ก่อเหตุ 3 คน ยังไม่ยอมจบเรื่อง พากันไปดักรออยู่บริเวณหน้าตลาด

เมื่อผู้ตายพร้อมเพื่อนขี่รถจักรยานยนต์ 2 คัน ผ่านบริเวณดังกล่าว กลุ่มผู้ก่อเหตุจึงขี่รถจักรยานยนต์ไล่ติดตาม ก่อนเข้าประชิดและใช้อาวุธมีดแทงนายรัฐภูมิเข้าที่หน้าอกอย่างรุนแรง จนได้รับบาดเจ็บสาหัส ก่อนเสียชีวิตในเวลาต่อมา ส่วนผู้ก่อเหตุพากันหลบหนีไปจากที่เกิดเหตุ

ภายหลังเกิดเหตุ พล.ต.ต.ปราโมทย์ งามประดิษฐ์ ผบก.ภ.จว.ระยอง และ พ.ต.อ.จิราวัฒน์ ศักดิ์ศรีวัฒนา รอง ผบก.ภ. จว.ระยอง รักษาราชการแทน ผกก.สภ.ปลวกแดง สั่งการให้ชุดสืบสวนเร่งคลี่คลายคดีและติดตามจับกุมผู้ก่อเหตุมาดำเนินคดี โดยมี พ.ต.ท.สิทธาภรณ์ แท้เที่ยง และ พ.ต.ท.สถิต กมลนัย นำกำลังชุดสืบสวน สภ.ปลวกแดง บูรณาการร่วมกับชุดสืบสวนตำรวจภูธรภาค 2 และชุดสืบสวนตำรวจภูธรจังหวัดระยอง ลงพื้นที่แกะรอยรวบรวมพยานหลักฐาน กระ ทั่งสามารถระบุตัวผู้ร่วมก่อเหตุได้ครบทั้ง 3 ราย และรวบรวมหลักฐานขอศาลจังหวัดระยองออกหมายจับในข้อหาร่วมกันฆ่าผู้อื่นโดยเจตนา

ล่าสุดวันที่ 3 พ.ย. เจ้าหน้าที่ชุดสืบสวนเปิดปฏิบัติการติดตามจับกุมผู้ต้องหาทั้ง 3 รายได้ครบยกแก๊ง บริเวณบ้านพักแห่งหนึ่งซึ่งเป็นบ้านเช่าในพื้นที่ ต.ปลวกแดง อ.ปลวกแดง จ.ระยอง ประกอบด้วย นายสกุลวัฒน์ อายุ 18 ปี นายศรายุทธ อายุ 20 ปี และนายณัฐพงษ์ อายุ 20 ปี

จากการสอบสวนเบื้องต้น ผู้ต้องหาทั้ง 3 รายให้การรับสารภาพว่าได้ร่วมกันก่อเหตุจริง โดยนายสกุลวัฒน์ ผู้ต้องหาวัย 18 ปี รับว่าเป็นผู้ใช้อาวุธมีดแทงนายรัฐภูมิบริเวณหน้าอก ส่วนนายณัฐพงษ์ เป็นผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์พาพวกหลบหนีหลังลงมือก่อเหตุ