通報を受けた山梨県警や消防は直ちに初動捜索を開始。翌日以降は陸上自衛隊第1科特科隊なども加わり、延べ1,700人以上が動員される大規模な捜索活動へと発展しました。ドローン、ヘリコプター、災害救助犬、潜水班を投入し、キャンプ場敷地内はもちろん、近隣の道志川、山林、空き家、側溝、マンホールに至るまで徹底的なローラー作戦が展開されました。
しかし、捜索隊を阻んだのは道志村特有の険しい山岳地形でした。キャンプ場周辺は急峻な尾根と深い枯れ沢が入り組んでおり、一歩道を踏み外せば滑落の危険が伴う獣道が点在しています。失踪当日は天候が悪化し、夜間には強い雨が降ったことも足跡や遺留品の発見を著しく困難にしました。
警察や自衛隊による大規模な捜索は発生から16日後の10月6日に一旦打ち切られましたが、その後も家族や民間ボランティアによる地道な情報収集と捜索活動が続けられました。