Segundo a Delegacia de Homicídios da região (DHBF), inicialmente a linha de investigação apontava para a hipótese de invasão da casa por um homem, que teria abusado sexualmente da menina. No entanto, após a conclusão do laudo de necropsia, foi constatada a ausência de violência sexual.
A partir daí, equipes da especializada realizaram diligências e novas oitivas, que revelaram contradições no depoimento da madrasta. Segundo as investigações, ela esteve com a jovem no período em que o crime teria ocorrido e apresentou uma versão incompatível com as provas reunidas.