חקירת המשטרה שהחלה ביום שבת, 17.2.18 בשעות אחה"צ, בעקבות אירוע שהתקבל למוקד 100 במשטרת ישראל אודות שריפה בדירה ברחוב מבוא החמציץ בעיר אשדוד, הביאה כבר במהלך אותו היום למעצרה של החשודה, בעלת הדירה, שנזקקה יחד עם שני ילדיה הקטנים (בגילאים 4 ו-5) לטיפול רפואי כתוצאה מהשריפה בדירה. כבר בראשית החקירה התעורר החשד בידי חוקרי המשטרה כי אין מדובר באירוע תמים לכאורה וזאת לאור ממצאים ראשוניים שאותרו בדירה. מעצרה של האם החשודה הוארך כבר למחרת היום, יום א', בבית המשפט לטובת החקירה ובהמשך הוארך שוב ושוב בבית המשפט שכבר בדיון הארכת מעצר הראשונה הורה על איסור פרסום פרטי החשודה במטרה להגן על ילדיה ולהימנע מחשיפתם. בתום חקירה מורכבת ורגישה שהתנהלה במחלק התשאול במשטרה תוך שנאספו עדויות רבות, ממצאי חקירת חוקר שריפות מכב"ה וראיות שנאספו בזירה, נוצקה תשתית ראייתית בתיק החקירה ואלו הועברו לידי הפרקליטות כבר בתחילת השבוע לצורך גיבוש והחלטה בדבר הגשת כתב אישום נגד החשודה.

מחקירת מחלק התשאול במשטרת אשדוד עולה כי במועד האירוע התקבל לקראת השעה 16:35 דיווח על בית העולה באש בכתובתה של החשודה. כמו כן נמסר כי אישה זורקת את ילדיה מחלון הבית לעבר עוברי אורח על מנת שיתפסו אותם. כוחות משטרה שהוקפצו למקום החלו בפעולות חקירתיות יחד עם חוקר שריפות של כב"ה תוך כדי שהחשודה ושני ילדיה מפונים על ידי צוותי הרפואה אל בית החולים בעיר לטובת טיפול רפואי לו נזקקו בעקבות השריפה. 

סריקה שערכו השוטרים בדירה הביאה לאיתורם של מכתבים בעלי תוכן אובדני בהם ציינה החשודה כי היא לוקחת את ילדיה איתה מאחר ואינה מעוניינת שילדיה יהוו נטל על אף אחד, וזה בנוסף להודעות אשר שלחה החשודה למספר אנשים המקורבים לה. כמו כן, בסריקה נמצא כי ברז הגז בדירה פתוח ובדיקת חוקר שריפות מצאה באופן וודאי כי השריפה בדירה נגרמה מהצתה מכוונת במספר מוקדים ולא כתוצאה מקצר חשמלי.

עוד עלה במהלך החקירה כי היה בכוונתה של החשודה לפגוע בשני ילדיה, ואף הודתה בכך, עת התברר כי רכשה שלושה "כדורים" של רעל עכברים מסוכן שנועדו להדברת מזיקים. עדות מבעל החנות בה רכשה החשודה את הרעל זה סיפר כי הזהיר את ה"לקוחה" כי יש להרחיק את הרעל המסוכן מידיהם של ילדים בשל הסכנה הטמונה ברעל, והיא בתגובה ענתה – "צריכה רעל כזה". במהלך חקירתה הנוספת הדגישה החשודה בפני חוקריה כי כוונתה הייתה לפגוע בילדיה יחד איתה ולצורך כך רכשה את הרעל – 3 כדורים, אחד לכל נפש. עוד ציינה החשודה כי התחרטה וזרקה את כדורי הרעל לפח האשפה. גם לעניין קביעתו חד המשמעית של חוקר השריפות בכב"ה כי מדובר בהצתה התייחסה החשודה וטענה בפני חוקרי המשטרה כי חוקר השריפות טעה בקביעתו.