事態の重く受け止めた京都府警察は、初動捜査の段階から異例の捜査態勢を敷いている。現場周辺の防犯カメラ映像の全件解析を進めるとともに、警察庁刑事局捜査第一課からの専門捜査官派遣を受け、広範囲での聞き込みと科学捜査を平行して進めている。
さらに捜査本部では、都道府県の枠組みを超えた「全国公開捜査プロジェクト」を発動。事件発生時間帯に現場付近を走行していた車両のドライブレコーダー映像の提出を広く呼びかけるとともに、全国の警察ネットワークへ手配画像を即時共有した。目撃情報の収集に向けた特設フリーダイヤルには連日多数の電話が寄せられており、捜査員が一つひとつの情報を慎重に精査している。