京都府警察が設置した特別捜査本部は、事件発生直後から現場周辺のあらゆる防犯カメラ映像を回収。Nシステム（自動車ナンバー自動読み取り装置）や近隣住民への聞き込み調査を徹底的に進めてきた。
当初、家族側は「一人で遊びに出かけたまま帰ってこない」と説明していた。しかし、周辺の防犯画像データには児童が単独で外出する姿は捉えられておらず、車両の移動履歴との矛盾が次々と浮上。捜査本部は早い段階から身内の関与を念頭に置き、極秘裏に裏付け捜査を進めていたという。
会見を行った捜査幹部は、「客観的証拠に基づき冷静に捜査を進めた結果、重大な局面を迎えた」と述べ、犯行現場の特定や遺留品の押収に向けた家宅捜索を急ピッチで進めていることを明かした。
