Поначалу следствие в Португалии пришло к выводу, что Мэдлин была похищена силой. Затем полиция не исключила, что девочка могла быть убита в номере. Среди подозреваемых были местный житель, а также родители Мэдлин - Кейт и Гарри Макканн. Однако позднее со всех троих подозрение было снято. В июле 2008 года дело было официально закрыто.
"Мы продолжаем верить, что Мэдлин жива, - заявил шеф полиции Энди Редвуд, - Нам удалось добиться положительного результата в оценках показаний, что позволит нам начать расследование".
Несмотря на серьезный общественный резонанс в связи с пропажей Мэдлин, допрос свидетелей в Бельгии, Испании, Марокко, Франции и на Мальте, масштабные поисковые мероприятия, в том числе в Австралии, дело так и не было раскрыто.
Родители Мэдлин написали в 2011 году письмо премьеру Дэвиду Камерону с просьбой посодействовать в расширении следственных мероприятий. С тех пор британские сыщики шестнадцать раз выезжали в служебные командировки в Португалию. Были проанализированы тысячи документов следственных органов Британии и Португалии, а также частных сыскных бюро.
По данным британской полиции, были обнаружены тридцать восемь лиц из разных европейских стран, находившихся в тот период в Португалии и могущих каким-то образом помочь в поисках Мэдлин. Полицейское ведомство направило запрос в Службу уголовного преследования, чтобы возобновить совместную работу с португальскими коллегами по факту исчезновения британского ребенка.