Anchetatorii au stabilit că, în prima noapte, Iulia Ionescu a dormit în gara din Bacău, iar până sâmbătă a stat la mănăstire. Ea a fost condusă la gara din Suceava de doi călugări, iar unul dintre ei s-a asigurat că a urcat în tren. Investigaţia a mai stabilit că biletul de călătorie a fost verificat de controlor, dar acesta nu a recunoscut-o.

Potrivit şefului Poliţiei Române, singurele informaţii care au condus la găsirea fetei au fost cele strânse de ofiţerii de informaţii şi tehnică operativă a Poliţiei.