Федеральная полиция в сотрудничестве с гражданской полицией штата Пара начала расследование. 13 февраля генеральный прокурор Республики, национальный омбудсмен по земельным делам и председатель Национального института по вопросам колонизации и земельной реформы (НИКЗР) совершили поездку в штат Пара, чтобы помочь в проведении расследования. 13 февраля суд штата Пара издал распоряжение о том, чтобы в качестве меры пресечения арестовать четырех человек, подозреваемых в причастности к убийству сестры Дороти.
联邦警察与帕拉州民警合作展开了调查。 2月13日，共和国总检察长，全国土地监察专员和全国殖民问题和土地改革事务机构主席都前往帕拉州协助调查。 2月13日，帕拉州法院下达了一份对牵涉暗杀修女Dorothy Stang案的四名嫌疑人实行了预防性逮捕。