京都府警捜査状況は、事件発生直後から大規模な専従捜査本部を立ち上げ、延べ数万人におよぶ捜査員を投入しました。現場周辺の徹底的な聞き込み、山林や河川の捜索、さらには通過車両の割り出し作業が昼夜を問わず続けられました。
当時寄せられた目撃証言の中で特に注目されたのが、以下の点です。
・下校時間帯に現場付近に停車していた見慣れない不審な普通乗用車の目撃情報
・児童が歩いていた方向とは逆向きへ立ち去る上下黒っぽい服装の不審な人物の存在
・悲鳴や争うような物音は近隣住民によって一切確認されていなかった点
争った形跡や遺留品が現場に残されていなかったことから、犯人が計画的に待ち伏せしていたか、あるいは顔見知りによる犯行、もしくは巧みな言葉遣いで車内に誘導した可能性が捜査線上に浮上しました。しかし、決定的な物証やナンバープレートの特定には至らず、捜査は長期化の様相を呈することとなりました。
