Pátranie sa odohrávalo pri priehrade Arade, ktorá leží asi 50 kilometrov od prímorského letoviska Praia da Luz, z ktorého Madeleine zmizla 3. mája 2007 krátko pred štvrtými narodeninami. Stalo sa to večer, keď jej rodičia večerali s priateľmi v blízkej reštaurácii. Izbu, v ktorej okrem Madeleine nechali aj o rok mladšie dvojčatá, podľa svojich slov pravidelne kontrolovali. Pri návrate okolo 22:00 zistili, že Madeleine zmizla, a ihneď to oznámili polícii.
Od utorka pátrali po možných dôkazoch pri priehrade Arade desiatky policajtov, pomáhali im aj potápači a špeciálne vycvičení psy. Podľa portugalských médií bolo hľadanie pôvodne plánované na dva dni a bolo o deň predĺžené. Akciu iniciovalo štátne zastupiteľstvo v nemeckom Braunschweigu, ktoré v tejto súvislosti vyšetruje štyridsaťšesťročného Nemca Christiana Brücknera. Je podozrivý, že dievčatko uniesol a zabil. Wolters DPA povedal, že pátranie sa uskutočnilo kvôli "vývoju z poslednej doby" bez toho, aby to ďalej upresnil. Brückner, ktorý je vo väzení kvôli znásilneniu 72-ročnej Američanky v Praia da Luz v roku 2005, obvinenie odmieta.