שעות ספורות לאחר מותו, נפתחה חקירה פלילית ביחס לנסיבות מותו, אשר נוהלה על ידי היחידה לחקירות פנים (היחק"פ), יחידת חקירה עצמאית, המקבילה בצה"ל למחלקה לחקירות שוטרים. כמו כן, היא לוותה באופן שוטף על ידי צוות של תובעים צבאיים, בראשות אלוף-משנה (במיל') אהוד בן-אליעזר, בעברו התובע הצבאי הראשי והסנגור הצבאי הראשי.
במסגרת החקירה, נגבו למעלה ממאה עדויות מכלואים רבים, מסגל הכליאה ומגורמי רפואה ובריאות הנפש, התקבלו חוות דעת של מומחים, נאספו ונבחנו מסמכים וחומרים רבים, לרבות מאות שעות תיעוד של מצלמת האבטחה בתאו של המנוח. כמו כן, המכון הלאומי לרפואה משפטית באבו-כביר ערך בדיקה רפואית-מדעית לנסיבות מותו, כולל בדיקה ייחודית של דמו של המנוח במעבדה בארה"ב, המתמחה בבדיקות אלה. לאחר בחינת כלל החומרים והתוצאות, מצא המכון כי לא ניתן לקבוע באופן ודאי את סיבת מותו של המנוח. בצבא הדגישו כי "על פי בדיקת צוות החקירה וצוות התביעה המלווה, כלל כיווני החקירה מוצו ולא נמצאו ראיות לכך שמותו של המנוח נגרם כתוצאה מעבירה פלילית".
בהודעה נמסר עוד כי "הפרקליטה הצבאית הראשית מצאה כי החקירה שבוצעה הייתה מקיפה ונוהלה במקצועיות, תוך השקעת משאבים ומאמצים לבירור נסיבות המוות". במקביל, היא ציינה כי מכיוון שהחקירה לא הגיעה למסקנה חד משמעית בדבר סיבת מותו של הקצין, יש לעשות כל שניתן על מנת לוודא כי "אין אבן שלא נהפכה" במסגרת החקירה.
הרמטכ"ל אביב כוכבי בירך על החלטת הפרקליטה הצבאית הראשית, והבהיר כי "יש לעשות הכל כדי למצות את כלל כיווני החקירה ולהביא לסיומה במהירות האפשרית".