جست‌وجو‌های بی‌نتیجه کودک گمشده خلخالی
با گم‌شدن حسین موضوع به پلیس گزارش شد و مأموران برای یافتن کودک راهی محل شدند. در تحقیقات میدانی فقط دمپایی‌های حسین داخل رودخانه پیدا شد و با این احتمال که کودک هنگام بازی داخل آب افتاده است، تلاش برای یافتن او ادامه یافت. نیرو‌های هلال احمر، غواصان و نیرو‌های بومی به کمک آمدند، اما ردی از پسرک به‌دست نیامد. باتوجه به اینکه رودخانه به طول ۱۵ کیلومتر جست‌وجو شد و از سویی پایین دست رودخانه نیز تور‌های فلزی نصب شده بود و در اطراف نیز درختان تنومندی وجود داشت فرضیه افتادن پسرک در رودخانه منتفی بود. از سوی دیگر تیم‌های جست‌وجو تا شعاع ۱۰ کیلومتری را برای یافتن پسرک جست‌وجو کردند و از آنجایی که هیچ ردی از او به‌دست نیامد، فرضیه گرفتار شدن کودک از سوی حیوانات وحشی نیز رنگ باخت.
فرضیه کودک‌ربایی پسر ۴ ساله خلخالی / ۳ سال گذشت
در ادامه تحقیقات فرضیه دیگری که برای تیم جنایی مطرح شد ربوده شدن پسر ۴ ساله بود. شکایت آدم‌ربایی، مسیر تحقیقات را تغییر داد و تیم جنایی به تحقیق میدانی برای یافتن عامل یا عاملان احتمالی کودک‌ربایی پرداختند.
در بررسی‌های صورت گرفته، مأموران یک گوشی تلفن همراه در محل پیدا کردند و این احتمال مطرح شد که گوشی تلفن متعلق به فرد آدم‌ربا باشد، اما با دستگیری صاحب تلفن وی گفت روز سیزده‌بدر با خانواده‌اش به آن منطقه رفته و گوشی‌اش را گم کرده بود. اما اینکه مرد جوان گم شدن گوشی را به پلیس خبر نداده بود باعث شد تا او به‌عنوان نخستین متهم پرونده به اتهام مشارکت در آدم‌ربایی بازداشت شود. ولی در ادامه تحقیقات مرد جوان به‌نام رضا با قرار وثیقه آزاد شد.
بازداشت پدر زن و داماد
در ادامه بررسی‌های میدانی، کارآگاهان مطلع شدند که چند متر آن طرف‌تر از چادری که خانواده حسین برپا کرده بودند، خانواده‌ای اتراق داشتند که نظرشان به حسین جلب شده بود. حتی آن‌ها صحبت از ناپدید شدن و خرید و فروش بچه را هم به زبان آورده بودند؛ بنابراین دو عضو آن خانواده که یک داماد و پدرزنش بودند بازداشت شدند، اما آن‌ها نیز پس از تکمیل تحقیقات با قرار وثیقه آزاد شدند.
دستور رئیس قوه قضائیه برای یافتن کودک گمشده خلخالی
در حالی که سرنوشت حسین همچنان نامعلوم بود و خانواده پسر ۴ ساله از ناپدید شدن پسرشان سردرگم بودند در ملاقات با سیدابراهیم رئیسی، رئیس قوه قضائیه درخواست کردند تا با ارجاع پرونده پسرشان به تهران، تیم جنایی پایتخت تحقیقات برای برملایی سرنوشت حسین را به عهده بگیرند. با قبول این درخواست از سوی رئیس قوه قضائیه، پرونده برای ادامه رسیدگی به دادسرای امور جنایی پایتخت ارجاع شد. با ارجاع این پرونده به شعبه یازدهم دادسرا بازپرس مصطفی واحدی دستور تحقیق دوباره از خانواده کودک، تحقیق از سه مردی که به اتهام مشارکت در آدم‌ربایی با قرار وثیقه آزاد شده بودند و همچنین دستور تحقیق از شاهدان را صادر کرد.
