Dès que la police fut prévenue de ce casse inimaginable pour l’époque, une première constatation se fait jour : Comment les bandits avaient-ils pu faire pour faire stopper le convoi car l’arrêt du train tombait trop bien pour qu’il soit fortuit. La Police penche immédiatement pour la présence d’un complice à bord du train qui a actionné les freins pour faire stopper le convoi sur les lieux de l’attaque.
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Une rapide inspection du convoi en compagnie du chef de train permit de constater que la vigie du wagon 13 avait été forcé et les freins actionnés. Le complice était probablement monté dans le convoi à la Gare Saint-Charles.
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Parallèlement à cette inspection, de nombreux barrages étaient mis en place tandis que Mr Santonacci, chef de la Sureté, et le commissaire Cals, commissaire central mobilisaient la totalité de leurs effectifs pour mettre la main sur ces bandits.
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Premier indice retrouvé : dans un jardin a proximité de la voie ferrée, une cagoule confectionnée avec un bas de femme est retrouvé. Malheureusement, malgré le fait que de nombreuses personnes soient interrogées, les événements s’étant déroulés en pleine nuit, la police ne put recueillir aucune précision intéressante.
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Deuxième indice, le lendemain dans l’après-midi, la gendarmerie trouve à Plan-de-Cuques une camionnette abandonnée volée. Repeinte en bleu alors qu’elle était grise à l’origine, elle contenait des vêtements, des coiffures et des objets divers ayant servi visiblement pour un casse.
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Concernant la camionnette, il est rapidement établi qu’elle a bien servi pour l’attaque, les débris de cire retrouvés l’intérieur provenant des sacs scellés di train 4418. Le propriétaire, M.Decescenzo est rapidement mis hors de cause, sa camionnette lui ayant été volée une semaine auparavant.
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Mais la voiture et la nuée d’indic gravitant autour de l’Evêché vont rapidement porter leurs fruits. Il est vrai que la pègre traditionnelle, dominé par Carbone et Spirito, apprécie peu le remue-ménage fait par la police dans le milieu marseillais.

Début octobre, moins de quinze jours après l’attaque, les policiers sont amenés à s’intéresser à un garage situé rue Montevideo dans le sixième arrondissement. D’après leurs renseignements, c’est dans ce garage que la voiture retrouvée à Plan-de-Cuques a été repeinte et camouflée.