As investigações apontaram que ele teria sofrido um acidente e morrido enquanto caminhava por uma trilha em direção à Vista Chinesa, onde esperava pegar uma condução a outro destino.O russo chegou ao Rio após visitar a Amazônia e pontos turísticos de Minas Gerais. Na sequência, ele pegaria um avião para São Paulo, onde encontraria um amigo e viajaria para Fernando de Noronha.
As diligências tiveram início imediatamente após um amigo do russo fazer o registro do desaparecimento na delegacia. Ele relatou que o turista sempre costumava compartilhar a sua localização enquanto estava no Brasil. No imóvel onde estava hospedado, os agentes encontraram muitos pertences, incluindo o passaporte.
Os agentes fizeram a análise das imagens das câmeras de segurança e ouviram testemunhas que interagiram com o russo durante a estadia dele. Um anel usado por ele, que conta com marcadores digitais de movimento, foi fundamental para ajudar a investigação.
Durante as análises, os agentes concluíram que, após sair da residência alugada e ingressar na área de mata, o homem manteve-se em deslocamento, até o último registro do anel (entre 22h e 22h30), e não houve evidências de repouso ou incapacidade fisiológica no período monitorado.
O local onde o corpo foi encontrado é uma região de mata fechada, de difícil acesso e com vales e penhascos. O corpo só foi encontrado, já em avançado estágio de decomposição, após um experiente frequentador das trilhas da região sentir um gosto ruim na água de um córrego e seguir o rastro. As características das roupas e os itens encontrados bateam com os de Denis, no entanto, a perícia ainda precisará ser feita.
Ao longo das investigações, os agentes levantaram todas as saídas possíveis do local. As equipes identificaram que o russo teria marcado um novo encontro com um homem, que ocorreria no mesmo dia, na Vista Chinesa. Mas, segundo relato de uma testemunha, Denis não apareceu. Apesar de ter solicitado um carro de aplicativo antes de sair de casa, o russo cancelou a viagem e decidiu ir andando pela trilha. O último registro de sua localização abrangia a área de seu desaparecimento.