按照溫家寶總理等國務院領導同志的指示精神，國務院調查組于2004年４月22日晚趕赴安徽，會同安徽省政府組成聯合調查組，對安徽阜陽等地劣質嬰兒奶粉事件展開調查。調查組根據工作需要，成立了市場調查組、劣質奶粉源頭追蹤組、受害嬰兒情況調查組、專項整頓調研組、案件查處組和綜合組６個工作小組。通過市場清查、源頭追蹤、農村嬰兒營養普查、醫院病案核查、分析資料、產品檢測、召開食品生產經營企業座談會以及與相關人員談話等形式，采取行政調查與專家鑒定相結合的方式，對阜陽劣質奶粉事件進行了強化調查，認真核實，在全國范圍內，全面追查劣質奶粉案件線索。
　　一、基本情況
　　1.營養不良嬰幼兒發病情況及原因調查。聯合調查組對該市2003年5月1日以后出生、以奶粉喂養為主的嬰兒進行了營養狀況普查和免費體檢，共有1.6萬人就診。對其中符合篩查條件的1663人進一步進行喂養史調查和體格檢查，共查出輕、中度營養不良的嬰兒189例，重度營養不良患兒28例，死亡12例。
　　調查組對阜陽市奶粉制假窩點進行的衛生學調查顯示，劣質嬰兒奶粉是用淀粉、蔗糖等價錢低廉的食品原料全部或部分替代了乳粉，再用奶香精等添加劑進行調香調味，根本不含國家相關標準規定的、嬰兒生長發育所必需的蛋白質、脂肪以及維生素和礦物質等營養素。衛生部的進一步檢驗結果表明，劣質奶粉低蛋白質、低微量營養素等因素是造成嬰幼兒營養不良的主要原因。結合阜陽市營養不良患兒均有食用奶粉的人工喂養史，可以認為在當地發生的嬰兒營養不良事件與市場上普遍存在的劣質奶粉有關。
　　2.對45家不合格奶粉生產企業的源頭查處。根據阜陽市政府提供的不合格奶粉名單，質檢部門對所標識的45家奶粉生產企業的調查顯示，45家企業中有2家無廠名廠址，43家有標稱生產單位。
　　質檢部門進一步調查發現，在被冒用廠名廠址或品牌的3家企業、沒注銷仍生產的13家企業和注冊名稱相近的14家企業，共計30家企業中，有22家生產嬰幼兒配方奶粉，其中2家屬上述被冒用廠名廠址企業，其余20家均屬無生產許可證生產嬰幼兒配方奶粉。
　　對上述查處的違法行為，各地視不同情況依法進行了處理。一是對檢驗為劣質產品的，予以沒收、銷毀，責令企業停產、整改并及時通報、追繳劣質產品；二是對無生產許可證生產嬰幼兒配方奶粉的企業責令停產，要求依法申領生產許可證后方可恢復生產；三是對產品經檢驗合格的，解除對企業產品的暫控，企業可以恢復正常生產經營活動；四是對涉嫌犯罪的7起案件已移送公安部門處理；五是打擊假冒、保護名優，如各地質檢部門獲悉三鹿牌奶粉系被假冒后，立即對封存產品進行檢驗，合格的予以解封。
　　3.劣質奶粉銷售渠道情況及特點。調查顯示，在阜陽市場上查獲的各種劣質奶粉多數來自外省，銷售渠道主要是在鄭州萬客來市場、合肥長江批發市場、蚌埠市太平街新市場、阜陽元豐市場等批發市場和生產廠家批量購進并批發到各縣（市）、區的奶粉經銷商、超市、百貨商店、日雜店和行政村的小賣部，銷售范圍主要是阜陽市各區縣的鄉鎮和農村市場。
　　一般來說，劣質奶粉大多是經過一級或兩級批發到零售商手中，再由零售商銷售到消費者手中。從全國情況看，劣質奶粉銷售范圍覆蓋全國城鄉，主要面向農村市場。
　　二、主要工作措施
　　調查組在安徽省政府、阜陽市政府的密切配合下，緊緊圍繞四個“結合”開展了以下工作：
　　1.徹底查清劣質奶粉來龍去脈與妥善醫治受害兒童相結合。調查組詳細查閱了阜陽市政府提供的“劣質奶粉”有關資料，對提供的32份案卷、42份檢驗報告逐一認真查看，基本查清了55個品種劣質奶粉的來源；同時通過看資料、調案卷、查現場以及與相關人員談話、犯罪嫌疑人提審等途徑，初步掌握了全國、安徽省、阜陽市奶粉市場的基本情況、經營主體情況、扣留封存涉嫌劣質奶粉情況等。
　　在追查劣質奶粉的同時，調查組積極組織了對受害兒童情況的調查工作和醫療救助工作。初步查清了劣質奶粉在阜陽市的危害范圍和致病原因，并提出了預防和治療嬰兒營養不良的措施和指導意見。衛生部專家組及時制定了《關于安徽省阜陽市189例營養不良嬰幼兒干預措施的幾點建議》，建議阜陽市人民政府采取必要的干預治療措施，以全面改善輕、中度營養不良嬰幼兒的健康狀況。
　　2.嚴厲打擊制售劣質奶粉違法犯罪行為與依法保護合法企業正當權益相結合。阜陽市共抽檢各類奶粉586組，對49459袋涉嫌不合格的奶粉進行了扣留，就地封存了進貨渠道不明、質量證明不全的奶粉61237袋，責令暫停銷售91686袋。在調查組和安徽省阜陽市公安機關的指揮、協調下，阜陽全市共出動警力2148人次，車輛631臺次，立案查處涉嫌銷售劣質奶粉案件36起，搗毀劣質奶粉制造及分裝窩點4個，刑事拘留42人，留置審查59人，依法傳訊87人，派出了19個追捕調查組76名民警分赴浙江、福建、河南、山東、內蒙、黑龍江、江西、北京、河北等9個省（區、市）開展劣質奶粉源頭追查工作。
　　調查組到達阜陽后發現，阜陽市查獲的劣質“三鹿”牌嬰兒奶粉系假冒產品，真正的“三鹿”牌奶粉經抽查全部合格。鑒于此，調查組要求阜陽市政府立即采取措施妥善處理，并由國家食品藥品監督管理局、衛生部、國家工商總局、國家質檢總局四部門聯合發文，要求在查處涉及“三鹿”牌奶粉的過程中，注意鑒別真偽，防止因清查劣質奶粉而對合格產品造成誤傷。
　　3.對阜陽“劣質奶粉事件”全面調查與全國奶粉市場清理、整頓工作相結合。調查組以全面、深入調查阜陽“劣質奶粉事件”為立足點，帶動全國奶粉尤其是嬰幼兒奶粉市場的全面清理、整頓工作。衛生部兩次發出密電，要求各地衛生行政部門加大抽驗力度，清剿劣質奶粉；質檢總局部署了在全國范圍內對奶粉生產專項檢查的行動；食品藥品監管局向涉及劣質奶粉事件的9個省（區、市）食品藥品監督管理部門發出核查督辦函；工商總局通知要求各級工商部門立即開展對奶粉市場的專項檢查；公安部及時協調四川、浙江、河北等地公安機關積極配合當地工商、衛生、質檢等部門開展劣質奶粉的專項打假工作，有力地推動了全國奶粉市場的清理、整頓工作。
　　4.對制售劣質奶粉違法犯罪行為予以曝光與適度控制宣傳報道相結合。為避免媒體對此事件的過于炒作而誘發社會不安定因素，根據中宣部新聞局、國務院辦公廳對此次事件調查新聞報道工作的要求，隨同調查的新華社、人民日報、中央電視臺記者與調查組密切配合，嚴格把握對外宣傳口徑，所有新聞稿以新華社通稿為準。通過正確的輿論導向，不僅對制售劣質嬰兒奶粉的典型案例進行曝光，而且有力地宣傳了黨中央、國務院對阜陽劣質奶粉事件的關心，宣傳了職能部門對案件的查處力度，起到了動員全國范圍的清理整頓、普及嬰兒喂養常識、穩定人心、震懾違法犯罪分子的作用。