Direct nadat de politie-eenheid Zeeland-West-Brabant op zondag 16 januari het bericht vanuit België ontving dat de 34-jarige man en het 4-jarige jongetje zich mogelijk in Nederland zouden bevinden, is de politie onder leiding van de officier van justitie in Breda een onderzoek gestart. Een groot team aan rechercheurs, een zogenaamd Team Grootschalige Opsporing (TGO), startte direct een zoektocht naar het vermiste tweetal. Er werd tijdens de zoektocht onder andere gebruik gemaakt van speciale opsporingstechnieken, er werden camerabeelden bekeken en er werd grondig naar sporen gezocht. Ook de politiehelikopter zocht onder andere mee tijdens het onderzoek.

In Meerkerk werd op maandag 17 januari omstreeks 14.15 uur een melding gemaakt van een verdachte situatie. Eenmaal op die locatie werd een man aangetroffen, die de vermiste 34-jarige Belg bleek te zijn. De vierjarige jongen was op dat moment niet bij hem. Hij werd aangehouden en overgebracht naar het politiebureau. Uit verder onderzoek bleek dat hij zijn auto had achterlaten bij een bedrijf in Gorinchem. De auto werd in beslag genomen voor verder onderzoek. Er bleken geen aanwijzingen te zijn dat het vermiste jongetje zich in die omgeving zou bevinden. Hierop werd er besloten om een Amber Alert te activeren.

In het politieonderzoek kwam maandagavond een mogelijk plaats delict in beeld. Het rechercheteam ging met ondersteuning van meerdere agenten zoeken in de omgeving van Vrouwenpolder. Ook de politiehelikopter werd ingezet om een duidelijk beeld van de omgeving te krijgen. Rond 22.00 uur stuitten zij op een levenloos kinderlichaam. Hoewel onderzoek moet uitwijzen of het om het vermiste Belgische jongetje gaat, houdt de politie hier ernstig rekening mee.