5月21日上午10點左右，一農民在去山上勞動途中，在和東京交界不遠處的埼玉縣相武市區的山路上發現了扔在那裡的被害者的汽車。農民不知那是被綁架者的汽車，但昨天回家就停在那裡的汽車，過了一夜仍然停在那裡，他感到奇怪。向車裡邊一看，有像是捆綁過人的繩子、膠條等物亂扔在車內，車內還有爭鬥的痕迹。於是他報告了附近的派出所。派出所的巡查趕到現場，發現車牌的號碼與管區警察局發下的「協同搜查書」上的號碼相一致。
現地指揮總部接到埼玉縣警的通知後，派人前往現場對發現的車輛進行了檢查。燃料表指在0處，車內有文具刀一把、皮手套一副、包裝用膠條、乙烯膠條、尼龍繩各一捲兒、剪子一把、登山帽一頂、高感光度墨鏡（隨著光量的增減而改變顏色）一副、國分市內地圖一張。這些東西都是新的。
車門敞開著。像是罪犯和被害人開著被害人的車來到這裡的時候燃料用完了，於是把車扔在了這裡。但是，不知道為什麼罪犯將這一整套作案工具扔在車裡走了。
現場在遠離人煙的寂靜山溝里。因此，以被害人的汽車為中心，展開了廣範圍的偵查和尋訪。
這裡是行人和車輛很少通過的地方，但也正因為如此，被害人和罪犯兩個人結伴而行，就更引人注意。
雖然進行了大力尋訪。但沒有得到兩人行蹤的情報。但另一方面，偵查班在離現場約一百米的雜樹林中發現了一個野狗的屍體。野狗是被鈍器打了頭部致頭蓋骨粉碎而死亡的。就在旁邊有一塊粘有血跡和狗毛的小孩頭那麼大的石頭。
看樣子，狗是被什麼人用石頭砸頭部致死的。一個搜查員發現狗牙上叼著一種纖維破片似的東西。狗的屍體周邊的草和灌木有的倒伏了，有的折斷了。看情況是在這裡狗要咬人，人進行自衛打死了狗。這個「人」，是綁架犯本人還是「有關人員」，就不知道了。
順著草地上留下的爭鬥痕迹向前走去，有一座快要倒塌的佛寺。從掛滿蜘蛛網的破窗戶往裡一看，裡邊沒有佛像，有一塊快要腐朽得翻捲起來的地板。佛寺的周邊有正在開放的金鳳花和薊花。這些花，莖和葉大而花小，是人們當作雜草看待的野花。就像是為了弔唁這座快要倒塌的破舊佛寺而寧靜地開放著，形成一種寂靜的和諧氛圍。
打開左右對開的格子門一進去，積滿塵土的地板上有人的腳印兒和躺過的痕迹。最近也就一兩天前有人出入的跡象依稀可辨。而且不是一個人而是兩三個人出入過。
偵查班在佛寺的地板上發現並採集了和從狗嘴中發現的纖維破片一樣的布片、頭髮、血跡、動物的毛和腳印。還從地板破口處的下面採集到了破碎了的注射器。注射器的葯管裡邊還剩有少量的藥液。
這些資料是不是綁架犯的東西還搞不清楚，但綜合這些情況可以推斷出，一對男女在佛寺內胡搞時一條野狗闖了進來。纖維破片的主人被狗追得跑出了佛寺，在雜樹林中殺死了野狗。後來，人去何處就不知道了。
採集的資料，送往科學檢查所進行檢查。
X光微量分析儀得出的結果，纖維破片是聚脂、尼龍化學纖維，在佛寺內採集的資料和狗嘴裡的資料是同一種東西。頭髮是女人的頭髮，和被害人香保里的頭髮很相似，很可能是被害人的頭髮。血跡是人血，血型是AB型，和被害人的O型血液不同。動物的毛和腳印兒，和死狗的完全一致。
注射器中剩餘的藥液，經過化學分析，它的成份是二乙基乙醚（即二乙醚），二乙基乙醚是乙醚的代表物質，用於麻醉藥。這種麻醉容易顯效，也容易清醒過來，但有容易引起心臟、呼吸停止和肝臟障礙的危險性。因此，現在已經從日本藥典中刪除。作為藥用，是已被淘汰的過時藥液。
能夠弄到這種葯的人，都是與醫生和醫藥用品有關係的人。
在注射器上，留下了幾個不完整的指紋。和電腦中儲存的罪犯指紋膠片對照了一下，因為指紋不完整，無法確定。注射器和綁架犯的關係雖然不能確定，但可以推測是罪犯將被害人帶進了佛寺，給被害人注射了麻醉藥，正要施暴的時候，遭到了野狗的襲擊。
可是，有制服對方的全套用具不使用，卻把被害人從車裡帶到離車子百米遠的破廟裡去，罪犯的這種行動，實在令人難以理解。
「這也沒有什麼奇怪的吧？車子里很狹窄，活動不開，又引人注目。為了粗野施暴，破廟裡不是很好的場所嗎？」
「要是打了麻醉藥，車子里也好，寺廟裡也好，還不都是一樣。比起那種掛滿蜘蛛網的破廟來，我看還是汽車裡舒適。」
「若論舒適，汽車裡適於通姦，破廟的環境則適於強奸。」
「可是，離汽車不是太遠了嗎？」
「燃料用完了，反正汽車是不能用了。」
關於罪犯的行動，意見出現了分歧。
「可是，罪犯姦汙了被害人嗎？就是說，是姦汙之後遭到了野狗的襲擊呢？還是在姦汙之前就遭到野狗襲擊，從而慾望沒有實現呢？」有人從另外的角度提出了問題。
「因為注射器幾乎都成了空的了，大概是在姦汙之後遭到襲擊的吧。」
「那也不一定。藥液不一定都注射用了，也許是注射器壞了，藥液灑了。」
「注射了藥液在進行姦汙之前野狗來了的可能性也是存在的。」
「要是注謝了藥液，被害者應該還沒有從麻醉中清醒過來，也許倒在了這一帶的山裡邊。」
於是，埼玉縣警、所轄警署、現場指揮總部被害人對策班員、當地青年團展開了聯合搜索。但是，儘管進行了十分徹底的搜索，但結果不僅沒有發現被害人的身影，連她的腳印兒都沒有發現。
被害人離家以後，已經過了四天了。只是在被綁架的第二天即19日的早晨，罪犯來過一次索要贖金的電話，後來就斷絕了聯繫。
罪犯的沉默雖不可理解，但他曾一度索要過贖金，所以認定這是一個有計畫的以索要贖金為目的的綁架事件。22日，國分警察署設置了以刑事部長為總部長的搜查總部。總部吸收了現場指揮總部參加，正式展開了早日救出被害人和逮捕罪犯的搜查工作。
關於罪犯保持沉默，有各種不同意見。
「是不是綁架了人質以後又害怕起來，於是中止了索要贖金？」
「那樣的話，為什麼不把前橋香保里放回來呀？」
「也許是她本人不好回來。」
「怎麼回事？」
「被害人和罪犯共謀搞了次假綁架，在計畫中途又改變了主意，現在也不好回來了……」
「那為什麼又改變主意了呢？」
「也許是因為覺察到我們介入了吧。」
「我們可是採取了萬全之計不叫罪犯覺察到呀。」
「難說他絕對覺察不到。」
「會不會是兩個人發生了事故呢？」
「什麼事故？」
「比方說，交通事故。」
「沒有接到發生這種事故的報告呀。」
「是不是罪犯已經殺死了被害人，從而無法把她送回來呀？」
這是家屬最怕出現的情況。
「即使是那樣，罪犯仍然會索要贖金的。」
「也不一定都是那樣，開始是以得到贖金為目的，後來因為殺死了人質，也可能就害怕了……」
「若是放棄贖金，就沒有殺死人質的必要吧？」
「就罪犯來說，最初不會計畫在得到贖金之前殺死人質吧？」
「那為什麼殺死人質呢？」
「和人質在一起，對罪犯來說，就是和危險同居。」
「因為那種恐懼就殺死人質的罪犯大概不會放棄贖金的。」
「這是罪犯的心理矛盾吧。殺了人忽然就膽怯了。」
結果，揣測著罪犯的心理兜起圈子來了。對於人質的安全問題議論了很多。大多數意見是，罪犯不會因為殺死人質產生了恐懼心理而放棄索要贖金，大概是因為別的原因而保持沉默。從這種結論出發，搜查總部殷切期望人質平安無事。
當前的搜查方針如下：被害人的身邊搜查——對被害人宅邸周邊（第一現場）、大學周邊（第二現場）、被害人汽車發現處周邊（第三現場）進行行蹤調查；對國鐵、私鐵、公共汽車、計程車等交通機構進行調查；對工人集體宿舍、工地現場、獨身宿舍進行調查；對上述三個現場附近的公路沿線及其周邊的汽車旅客旅館、路旁旅館和飯館等進行尋訪；對有前科者、品行不端者、暴力團成員進行清查；對罪犯的遺留物品追查來源；對現場再做檢查等。各項目小組調查的結果，出現了幾個可疑人物，但後來均被一一否定。
在各個小組都沒有什麼收穫的情況下，遺留物品搜查班對物品的來源進行了切實的追查。雖然沒有發現罪犯的線索，但由於調查成果的積累，工作逐漸有了眉目。
首先，文具刀是東