La Fiscalía de París había abierto una investigación por la desaparición de la estudiante mallorquinadesaparición de la estudiante mallorquina. La Brigada de Represión de la Delincuencia a las Personas (BRDP, por sus siglas en francés), dentro de la Dirección de la Policía Judicial, asumió la investigación por una "desaparición inquietante". Durante los últimos días los agentes realizaron numerosas pesquisas, desde el análisis de su teléfono móvil y su ordenador portátilanálisis de su teléfono móvil y su ordenador portátil, que aparecieron el lunes en una mochila abandonada en un parque cerca de la universidad donde estudia la joven, así como una inspección en el piso donde vivía y el interrogatorio a sus amigos y conocidos, en un intento de reconstruir las horas previas a su desaparición.

Las investigaciones adquirieron un ritmo frenético en los últimos días. Agentes especializados de la Policía francesa realizaron el martes una detenida inspección ocular en el domicilio,e interrogaron a los amigos y conocidos de la joven en un intento de determinar quién pudo ser la última persona en verla.

También se disponían a analizar el teléfono móvil y el ordenador portátil de la joven, que el pasado lunes aparecieron en el interior de una mochila, abandonada en un parque cercano a la universidad en la que estudia, para tratar de determinar mediante los dispositivos de geolocalización el recorrido realizado por Natalia antes de perder la mochila

Los agentes interrogaron también al propietario del domicilio en el que la joven había residido hasta final de mes, que admitió que había quedado con ella el día 2 para que le devolviera las llaves de la vivienda, ya que tenía previsto mudarse, pero que no se presentó. El italiano Angelo Pavia sostiene que estuvo esperándola toda la noche en su domicilio.

El Consulado español en París estaba en contacto con la familia de la joven española y también con la Policía, según señalaron a Europa Press fuentes de la Oficina de Información Diplomática (OID). Además, desde Madrid, la División de Emergencia Consular del Ministerio de Asuntos Exteriores, UE y Cooperación también estaba siguiendo el caso, en coordinación con la Guardia Civil. Almismo tiempo, la asociación SOS Desaparecidos difundió mensajes solicitando la colaboración ciudadana para recabar información relacionada con la desaparición de la joven.