Phân viện Khoa học hình sự, Bộ Công an tại TP.HCM kết luận nguyên nhân vụ cháy là đường dây dẫn điện lắp đặt trên trần la phông qua khu vực trước phòng hát 204, phòng 206 xảy ra sự cố chập mạch điện. Từ đây, đám cháy phát triển ra các hướng gây cháy lớn ở các phòng karaoke tầng 2 và cháy lan lên tầng 3. 32 nạn nhân tử vong cũng được xác định do ngạt khí C0, CO2, S, N; cháy bỏng nặng.
Trên cơ sở tài liệu, chứng cứ thu thập được, cơ quan chức năng xác định cơ sở kinh doanh karaoke An Phú có nhiều dấu hiệu vi phạm, như: Thiết kế xây dựng tại tầng 2 bị thay đổi so với sơ đồ kết cấu phòng cháy, chữa cháy. Một số phòng hát không đảm bảo kích thước theo quy định là trên 20m2. Biển quảng cáo và tường xây dựng che chắn bộ phận sảnh tầng 2, tầng 3.
Bên cạnh đó, quản lý cơ sở không tham gia huấn luyện, bồi dưỡng nghiệp vụ về phòng cháy chữa cháy; cơ sở không tổ chức tuyên truyền, phổ biến kiến thức, tập huấn về phòng cháy chữa cháy cho nhân viên. Cơ sở karaoke An Phú đã không tổ chức thực tập phương án chữa cháy; không thực hiện hướng dẫn an toàn phòng cháy chữa cháy của cơ quan kiểm tra, hướng dẫn trong quá trình kiểm tra nhất là hướng dẫn an toàn về điện.
Ngoài ra, vào thời điểm xảy ra vụ cháy hệ thống phòng cháy chữa cháy, như: chuông báo cháy, vòi phun nước không hoạt động; không có phương tiện cứu nạn tại chỗ, kịp thời của chủ cơ sở.
Vụ việc đang được Công an tỉnh Bình Dương phối hợp Cục nghiệp vụ Bộ Công an và các đơn vị chức năng tiếp tục điều tra, xử lý theo quy định.
Vụ cháy cơ sở karaoke An Phú làm 32 người chết xảy ra ngày 6/9, cơ quan điều tra đã khởi tố bị can, bắt tạm giam chủ cơ sở là ông Lê Anh Xuân (sinh năm 1980, thường trú tại TP.HCM) để điều tra tội "Vi phạm quy định về phòng cháy, chữa cháy".
Hai cựu cảnh sát phòng cháy chữa cháy thuộc Đội Cảnh sát Phòng cháy chữa cháy - Cứu nạn cứu hộ, Công an thành phố Thuận An là Nguyễn Văn Võ (SN 1985, nguyên đại úy) và Nguyễn Duy Linh (SN 1981, nguyên Trung tá) bị khởi tố về tội “Thiếu trách nhiệm gây hậu quả nghiêm trọng”.