遺体が見つかったことにより、警察は強盗殺人事件として捜査を開始。戦後に三重県などでけん銃奪取目的で警察官が襲撃されるという事件が起こっていた。そのため、拳銃を奪う目的だったとも考えられた。
捜査で、犯人は3人でブルーバード59年型に巡査を乗せていったとされた。また、その後の調査で山口組系石井組が出入りしていた料亭の古井戸から巡査の銃弾が発見されたが、拳銃も制服も発見されることはなかった。そのため、暴力団がらみとも見られた。
しかし直接犯人と繋がるものが出てこないまま、犯人検挙ができずに、1977年2月10日に公訴時効を迎えた。