警方獲報後，以失蹤事件立案，並在第一時間釐清男童離開托兒所的過程。多名幼童說，男童是被他口中的「爸爸」帶走，但這名爸爸並非他的生父。托兒所老師回憶，當天早上曾經看見一名穿花襯衫的男子，駕駛雷諾廂型車在托兒所外徘徊探頭，大約一個小時後，該名男子改開一輛雪弗龍轎車從側門出現，並對男童揮手示意，男童隨即自行走出托兒所，上車離開。
為了尋找失蹤的男童，警方擴大訪查，包括托兒所老師、幼童及附近廟宇的三名長輩都指認，帶走男童的是37歲的嘉義纖維公司董事長王邦鏞，而男童的父母都在這間公司任職。男童父母得知後，立即趕往公司與王對質，但王否認帶走男童，卻無法清楚交代案發當時的行蹤。警方介入後，將王列為關係人，進行詢問與查訪，並勘查王駕駛的車輛，只在後車廂發現一個花格子的空皮箱。
男童下落不明，警方持續調查、搜尋，卻在第四天出現轉折，男童父母突然接到多通勒贖電話，但並非打到他們住處，而是打到公司，內容十分詭異，有時沉默一段時間後就掛斷，有時反覆播放孩子求救的錄音，背景則是汽車引擎聲。電話那頭的男子向男童父母要求200萬元贖金，卻始終未說明交款方式及地點，讓警方難以進一步埋伏抓人。
為了查出電話是誰打的？警方調閱通聯紀錄，赫然發現這些勒贖電話都是從王邦鏞的住處撥出，警方再度約談王，王仍然否認擄童，辯稱是與男童父母事先串通好的「假綁架」，目的是為了向其他家屬詐財，男童父母當場駁斥，警方也未採信王的說法，但因為沒有直接證據證明王擄走男童，警方只能放人。
