事件発生直後から展開された警察の捜査状況では、事故と事件の両面から捜査が進められました。延べ数万人規模の捜査員が投入され、ため池の底ざらいや山狩りが行われたものの、遺留品が何一つ見つからなかったことから、捜査本部は早い段階で「計画的な連れ去り（誘拐）」の可能性を視野に入れています。
当時寄せられた目撃証言まとめによると、現場付近で「見慣れない他県ナンバーの不審車両」や「ランドセルを背負った児童と言葉を交わす不審な人物」を見たという断片的な情報が複数存在していました。しかし、いずれもナンバープレートの特定や人物の明確なモンタージュ作成には直結しませんでした。
物的証拠が極めて少ない現場環境が足かせとなり、有力な容疑者を絞り込めないまま膠着状態に陥ったことが、現在に至るまで犯人特定を困難にしている主因です。
