Gröndahl tapeti 2009. aasta 27. aprillil oma kodu lähedal Fagerstras. Kütuseäriga tegelenud miljonär mõrvati lasuga kaela. Tunnistajate sõnul üritas Gröndahl oma mõrvari eest põgeneda, kuid tulutult. Kurjategija ise pages toona sündmuskohalt Gröndahli firmale kuulunud Volkswagen Passatiga, mille leidis politsei mõni aeg hiljem mahajäetuna.

Eelmise aasta 9. septembril vahistas Harju Maakohus kolm isikut, keda kahtlustatakse Rootsi ärimehe mõrvas või sellele kaasaitamises. Tegemist oli Eesti ja Rootsi politsei koostööga - eelneval päeval olid eestlaste rootslastest ametivennad võtnud vahi alla Gröndahli lese.

Nüüdseks on Thomas Gröndahli mõrvas süüdistatuna kohtu alla jõudnud Armeenia päritolu 31-aastane Arkadi Mkrtšjan. Mõrvale kaasaaitamises süüdistatakse aga Gröndahli leske, Eesti kodakondsust omavat Ksenia K.d, kelle motiivid olid prokuröri kahtluse kohaselt puhtmajanduslikud.

Mõrval kaasaaitamises süüdistatakse ka lese õde Valentina K.-d (22), kes on ühtlasi Arkadi abikaasa. Lisaks aitas süüdistuse järgi mõrvale ja selle varjamisele kaasa 46-aastane Zinaida T.

Arkadi Mkrtšjan on politseile oma süü üles tunnistanud. Mõrvar külastas koos uurijatega tapmispaika ja demonstreeris, kuidas ta Gröndahli viimase enda kodus ründas.

Mkrtšjan teadis, kus Gröndahl hoidis oma villa varuvõtit. Selle abil pääses ta majja sisse ning jäi peremeest ootama. Väidetavalt tundis Arkadi Gröndahli ja tema kombeid hästi. Ühes seltskonnas olevat vastu võetud isegi uusaasta.

Mkrtšjan tappis Gröndahli mitme lasuga. Rootslane püüdis küll põgeneda, kuid ei jõudnud kaugele. Kuulid olid teda tabanud nii näo- kui kaelapiirkonda.

Arkadi Mkrtšjan on seni väitnud, et tegemist oli isiklikel motiividel toimepandud kuritööga ning et tema naine ja naise õde on sellesse segatud vaid kaudselt. Nimelt olevat Gröndahl soovitanud Mkrtšjani naisel aborti teha ja see olevat mehe marru ajanud.

Prokurör Ulrika Lindsö hinnangul leidis mõrv aset siiski rahalistel põhjustel. Gröndahlil oli vara Eesti raha vääringus umbes 60-70 miljoni krooni eest. Suhted abikaasa Kseniaga polnud kuigi roosilised, räägiti lahutusest. Sellest hoolimata saatis ärimees juba Eestis elavale naisele igal kuul elamisraha 30 - 70 tuhat krooni. Kartuses, et rahavood lõpevad, palkas Ksenia oma õe mehe Thomas Gröndahli mõrvama. Tapatöö plaanimine leidis aset Tallinnas ning ajastati vahemikku 2009 jaanuar-aprill.

Ksenia ja Gröndahli vahel oli sõlmitud abieluleping, mille kohaselt läheb kogu Gröndahli vara naisele.

Teine prokurör Marianne Nordström ütles ajalehele Expressen, et kõige olulisemaks tõendiks antud kohtuasjas on telefonikõnede väljavõte - kes helistas millal ja kellele.

Gröndahli mõrvas ja sellele kaasaaitamises süüdistatavad tabati eelmise aasta septembris Eesti ja Rootsi politsei ühisuurimises. Toona kriminaalmenetlust juhtinud riigiprokurör Lavly Lepa sõnul oli mõrva motiiviks varaline kasu - summa, millele mõrvarid jahti pidasid, ületas 100 miljonit krooni.