在真金的亲自督导下，大都府、刑部和枢密院展开了调查。经过仔细勘察现场，找到了凶犯遗留的箭矢，一般出自朝廷的工匠所，或是各部奥鲁营的皆会留有标记，但是这些箭矢上皆没有任何标记，箭头也是普通常用的样式，这些不足以让人判断出自哪里。
另外，他们在树林周边寻获了行凶者马匹逗留过的痕迹，寻到了藏匿的尸体，但是这些尸体皆与伯颜一样被割了脑袋，身上的衣服也没有任何证明身份的标记。不过这正可排出是流窜京畿地区的盗匪所为，证明袭击伯颜一行的人是有备而来，将可能暴露自己身份的痕迹全部抹去了，说这是一场有准备的谋杀。
与此同时，调查人员试图找到目击者，可事件发生时正是中午，天气炎热的时候，行旅这个时候一般都会找个阴凉的地方打尖、小憩，待凉爽时再上路，所以并没有人看到事发经过。进而又排查的当日出南城的人员，守门的官吏报称并没有大股人群骑马出城。
随后他们又对周边驻扎的军队进行了询问，以为既然不是盗匪所为，能干净利落的杀掉百余精锐护卫，就只有军队能做到了。但是枢密院和兵部方面在那日都没有发出过调动兵力的公文，各军也报告没有派出军队去过事发区域周边。
事情至