Ba đối tượng là: Bùi Kim Thu (sinh năm 1975) ở Đội 11, xã Thanh Nưa, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên (là vợ của đối tượng Bùi Văn Công bị bắt trước đó); Phạm Văn Dũng (sinh năm 1972) ở Đội 19 xã Thanh Nưa, huyện Điện Biên (anh trai Bùi Văn Nhiệm); Cầm Văn Chương (sinh năm 1974) ở Đội 7, xã Hua Thanh, huyện Điện Biên.
Đối tượng Bùi Kim Thu bị bắt vì tội không tố giác tội phạm; hai đối tượng Phạm Văn Dũng và Cầm Văn Chương bị khởi tố về tội hiếp dâm. Như vậy, Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an tỉnh Điện Biên đã bắt giữ 8 đối tượng liên quan đến vụ án sát hại nữ sinh viên Cao Mỹ Duyên.
Trước đó, sau một thời gian đấu tranh, Cơ quan Cảnh sát Điều tra Công an tỉnh Điện Biên đã ra quyết định khởi tố vụ án hình sự về các tội: Giết người, cướp tài sản, hiếp dâm, tàng trữ trái phép chất ma túy và giữ người trái pháp luật.
Cơ quan Công an cũng đã ra quyết định khởi tố đối với Bùi Văn Công (sinh năm 1975) trú tại Đội 11, xã Thanh Nưa, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên về tội giết người, hiếp dâm, cướp tài sản, tàng trữ chất ma túy và giữ người trái pháp luật; khởi tố Phạm Văn Nhiệm (sinh năm 1976) trú tại Đội 19, xã Thanh Nưa, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên về tội giết người, hiếp dâm; khởi tố Lường Văn Hùng (sinh năm 1991), trú tại bản Na Hý, xã Hua Thanh, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên và Lường Văn Lả (sinh năm 1991) trú tại bản Mển, xã Thanh Nưa, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên về tội giết người; khởi tố Vương Văn Hùng (sinh năm 1984) trú tại khối Tân Thủy, huyện Tuần Giáo, tỉnh Điện Biên về tội giết người, cướp tài sản và hiếp dâm.