Установлено, что 8 октября 2009 года жена Нефедьева участвовала в совещании, проходившем в кабинете начальника станции. По данным газеты "Комсомольская правда", Нефедьев неожиданно ворвался в кабинет и напал на участников встречи. Зарезав начальника станции, он начал избивать жену. Один из участников совещания вступился за женщину, но тоже получил удар ножом. Затем Нефедьев достал гранату, вырвал из нее чеку, положил жену на боеприпас и сам лег сверху. В результате женщина погибла, а преступнику оторвало руку.

По данным РИА Новости, позднее Нефедьев объяснил, что пошел на убийство начальника станции из ревности, а его супруга погибла случайно. Преступник заявил, что гранату он нашел на улице. Однако следователи, по данным "Интерфакса", выяснили, что он купил боеприпас в Нижнем Тагиле. Установить личность продавца не удалось.

Суд признал Нефедьева виновным в убийстве двух лиц, совершенном общественно опасным способом, а также в нанесении тяжкого вреда здоровью и незаконном приобретении взрывного устройства.

Теща Нефедьева Татьяна Ярченко сказала журналисту "Комсомольской правды", что не понимает мотивы зятя. По словам Ярченко, Нефедьев не был алкоголиком и находился в нормальных отношениях с женой, с которой воспитывал 12-летнего сына. Накануне убийства супруги нормально общались. Ярченко утверждает, что служебных романов у ее дочери не было.