現地に入った山梨県警察は、警察犬やドローンを駆使して捜索を展開。さらに政府・自治体からの要請を受け、陸上自衛隊が現地へ派遣された。部隊は一列に並んで山道を歩くローラー捜索を徹底的に行い、人知の及ぶ限りの調査を実施した。
しかし、捜索隊を悩ませたのは道志村特有の厳しい地形と気象条件だった。斜面は崩れやすく、夜間には一気に気温が下がる。足跡や微小な遺留品が雨風で容易に流失してしまう過酷な環境下で、捜索作業は困難を極めた。警察と自衛隊による総力を挙げた取り組みをもってしても、失踪直後に少女の足取りを捉えることは叶わなかったのである。