숭례문 화재사고를 수사하고 있는 서울 남대문 경찰서는 이번 화재가 방화일 가능성에 무게를 두고 있다. 경찰은 숭례문에 조명 시설 등 전기 설비가 많았기 때문에 누전 여부에 대해서도 가능성을 열어두기는 하겠지만 목격자 제보 등을 통해 방화 용의자에 대한 구체적인 증언이 나온 만큼 이에 대해 집중적으로 수사에 들어간다. 이에 따라 우선 화재 직전에 숭례문에 올라갔다가 내려오던 50대 남성을 봤다는 택시 기사 이 모씨의 말을 토대로 이 남성의 신병을 확보하는데 수사력을 모으고 있다. 택시 기사는 경찰에서 자신이 목격한 50대 남성이 항공 점퍼와 검은색 등산바지를 입고 있었다고 말했으며, 불이 난 뒤 계단을 내려와 유유히 걸어서 도망갔다고 전했다. 경찰은 그러나 방화 용의자와 인상착의가 비슷한 50대 남성을 현장 부근에서 붙잡아 조사했지만, 알리바이가 확인돼 귀가시켰다고 밝혔다. 경찰은 화재 당시 상황을 파악하기 위해 숭례문 화재 현장 외부에 설치돼 있던 2개의 CCTV 화면을 확보해 판독에 들어갔다고 밝혔다. 또 불이 나기 직전 무인경비시스템에 외부인 침입을 알리는 경보가 울렸다는 경비 업체 관계자의 말에 따라 이 외에도 숭례문 주변 건물의 cctv화면을 확보하는데도 주력하고 있다. 경찰은 또 국보 1호인 숭례문에 화재 감지기나 스프링클러가 전혀 없고 소화기도 8대 밖에 없었다는 지적과 관련해 문화재청 등 해당 부서 관계자들이 문화재 관리법 등 관련 법규를 준수했는지도 수사할 방침이다.