תחילה, חוקרי תחנת כפר סבא פתחו בחקירה מואצת לפני כשלושה שבועות, עם קבלת דיווח ממשרד החינוך וכן מהורה, בדבר חשד לפגיעה בפעוטות במעון בהוד השרון. בתוך כך, חוקרי תחנת כפר סבא עיכבו לחקירה את הסייעת, תושבת טירה בשנות ה-30 לחייה ואת בעלת המקום, תושבת העיר בשנות ה-40 לחייה, כאשר בתום חקירתן שוחררה הגננת בתנאים מגבילים והסייעת נכלאה, אולם למחרת היא שוחררה על ידי בית המשפט למעצר בית.
במקביל, המשיכו חוקרי מחלקת המשפחה וחסרי ישע בתחנת כפר סבא יחד עם תגבור חוקרים מהמכללה ללימודי משטרה בבית שמש, לצפות במאות שעות של צילומים מהגן, בהם תועדו עשרות מקרים של פגיעה בפעוטות בגן וביניהם, הטחה על המזרונים בגן, חבטות על ראשי הפעוטות, האכלה בכוח, הנפה וטלטול בכוח.
בהתאם להתפתחות החקירה, עצרו השוטרים את הסייעת שוב ומעצרה הוארך מעת לעת בהתאם לצורכי החקירה והראיות שהתגבשו כנגדה, לצד הוצאת צו סגירה לגן, בשלב זה לתקופה בת 60 יום.