הפיזיקאי נחום שחף והמהנדס יוסף דוריאל פנו במשותף לאלוף פיקוד הדרום, יום טוב סמיה, בהצעה לערוך תחקיר בנושא. לשם ביצוע התחקיר פיקחו השניים על שחזור אירוע, שבוצע על ידי צה"ל. בתחקיר בו השתתפו מומחים נוספים, נטען כי קיימת אפשרות סבירה לכך שהילד נפגע מירי של פלסטינים במהלך חילופי האש בצומת נצרים. סגן-ניצב בדימוס ברני שכטר, מומחה לבליסטיקה ולשעבר ראש מעבדת נשק במעבדה לזיהוי פלילי שהשתתף בתחקיר, טען כי על אף שחשב שהיריות לא באו מכיוון צה"ל, לא כתב המלצה כיון שלדעתו לא ניתן להגיע למסקנה חותכת בשל הרס הקיר. ראש המועצה לביטחון לאומי האלוף במיל' גיורא איילנד התייחס לטענות של שחף לפיהן האירוע כולו בוים, ואמר ש"אצלי הוא עורר מספיק ספק שאולי הוא צודק", אך לא שלל את האפשרויות שהוא נהרג על ידי הפלסטינים או על ידי חיילי צה"ל.
דוריאל עצמו הודח מהוועדה עוד קודם הגשת מסקנותיה הסופיות. ב-2006 במסגרת תביעת דיבה שהגיש דוריאל, כתבה השופטת שושנה אלמגור על חלקו של דוריאל בתחקיר:
בהסתמך על התחקיר הפנימי שנעשה בפיקוד דרום ובמקביל לו התפרסם סרט של רשת הטלוויזיה הגרמנית, ARD, שידרה את הסרט "הילד המת והאמת", ששודר ב-2009 בערוץ הראשון במסגרת התוכנית מבט שני. הסרט שבוים על ידי העיתונאית הגרמניה אסתר שפירא, תמך בטענת צה"ל שא-דורה נורה שלא במכוון בידי פלסטינים. בתחקיר נוסף שנערך בטלוויזיה הגרמנית (German TV) נטען כי "הראיות הרבות מעידות, בסבירות גבוהה, כי הישראלים לא הם שעשו זאת", וכי הוא נהרג מאש פלסטינית.
האשמות בביום התקרית.
טענות נחום שחף.
טענת הביום מציגה גרסה שלישית להתרחשות של התקרית. נחום שחף, שעמד בראש הוועדה הצהלית, מטעם אלוף פיקוד דרום, יום טוב סמיה, פרסם לאחר פעילותו בוועדה כי לפי הבדיקה שערך לא יכול להיות שהירי על א-דורה בוצע מהעמדה הצה"לית האלכסונית או מהעמדה הפלסטינית הנגדית מאחרי גבם של השניים. לטענתו של שחף כיוון הפיזור וגודלם של ענני האבק הנראים בכתבה המצולמת מוכיחים שהירי בוצע משטח הנמצא מול הקיר אליו נצמדו מוחמד א-דורה ואביו ובכיוון אנכי לו. בנוסף, טוען שחף כי תנועת היד לצדדים עם שתי אצבעות זקורות שנקלטה במהלך הכתבה מסמלת את הסימן "טייק 2" המקובל בעולם הקולנוע כצילום שני של סצנה מבוימת.
בשנת 2005, השתתף שחף בתוכנית הרדיו של אבי יעקובוביץ' ברדיו קול חי, לאחר ראיונות עם אביו של מוחמד א-דורה וצלם פראנס 2. בתוכנית נטען כי מוחמד א-דורה כלל לא נורה משום שמדובר בסצנה מבוימת.
עוד קודם, ביוני 2003, ג'יימס פאלוז פרסם מאמר בירחון The Atlantic Monthly בשם "Who Shot Mohammed al-Dura?" ובו קבע, תוך הצגת ההוכחות הגאומטריות והבליסטיות, שמחקרו של שחף הוכיח שהחיילים הישראלים בעמדת נצרים לא ירו במוחמד א-דורה. פאלוז שימש בעבר כעוזרם של נשיאי ארצות הברית ג'ימי קרטר וביל קלינטון ואף זכה בפרס העיתונות האמריקאי ובפרס הספרים האמריקאי, ועל כן מאמרו בפרשת א-דורה זכה להתייחסות רצינית בעולם אך גם בישראל במאמר ב"הארץ". פאלוז מבקר במאמר את היחס למחקר הפיזיקאלי במילים קשות: "הספקולציות על מותו של מוחמד א-דורה החליפו את הגאומטריה והבליסטיקה, בפוליטיקה פרנויה פנטזיה ושנאה". פאלוז מציין שתוצאות המחקר זכו לתמיכה במחקרים נוספים ובתוכם מחקר חסוי שבוצע על ידי תלמידי האקדמיה לביטחון לאומי בהנחייתו של הפרופ' לתקשורת גבי וימן מאוניברסיטת חיפה.
פאלוז הציג את התמיהות מהתחקיר של שחף בנוגע לאמינות הגרסה הפלסטינית-צרפתית, ואשר שחף ראה בצירופם יחד הוכחה שהאירוע בוים, ושמוחמד א-דורה לא נפגע.
טענות פיליפ קרסנטי.
לאחר שפיליפ קרסנטי, איש פיננסים יהודי צרפתי בעל אתר אינטרנט, האשים (24 בנובמבר 2004) את תחנת הטלוויזיה בביום הסרט, הגישה התחנה תביעת דיבה נגד קרסנטי. בית המשפט דחה את הטענות שהתמונות מזויפות וקרסנטי הפסיד במשפט, אך ערער עליו. בספטמבר 2007, הורה בית המשפט לתחנה להעביר לידיו את התצלומים הלא ערוכים להקרנה בבית המשפט, ובכך פתח את התיק מחדש.
בפברואר 2008 הוגשה לבית המשפט הצרפתי, שדן בתביעת הדיבה, חוות דעת של ז'אן קלוד שלינגר, מומחה צרפתי לזיהוי פלילי, שקבעה שאין אפשרות טכנית שהילד נהרג מכדורי חייל צה"ל, וכמו כן אין הוכחות חד משמעיות שהוא נפצע או נהרג כלל, ושסביר שמדובר בביום.
ב-21 במאי 2008 קבע בית המשפט הצרפתי כי אין דיבה בטענה כי קלטת א-דורה מבוימת, ובכך קיבל את ערעורו של קרסנטי ואישר לו לפרסם את הטענה כי הקלטת מזויפת.
קביעתו זו של בית המשפט הצרפתי התבססה בין השאר גם על סירובה של פראנס 2 לחשוף את הסרט המלא והבלתי ערוך של האירוע, כפי שמצוי בידה.
בפברואר 2012 ביטל בית משפט עליון בצרפת את זיכויו של קרסנטי וחייב את בית המשפט שמתחתיו לערוך דיון מחדש, בטענה שהוא חרג מסמכותו כשהורה לערוץ פראנס 2 להציג את צילומי הווידאו המלאים והבלתי ערוכים מהאירוע וכשהסיק בפסק דינו מסקנות כנגד פראנס 2 בגין סירובה לעשות כן.
לאור הוראה זו של בית המשפט העליון, ולאור העובדה שנאסר עליה כעת להסיק מסקנות כנגד פראנס 2 בשל סירובה להראות את הסרט המלא והבלתי ערוך, הרשיעה הערכאה הנמוכה ביוני 2013 את קרסנטי בהוצאת דיבה בעקבות טענותיו, והוא חויב לפצות את ערוץ הטלוויזיה "פראנס 2" ב-7,000 אירו.
בדיקת עיתונאים צרפתים.
באוקטובר 2004 הקרינו אנשי France 2 את הסרט למספר עיתונאים צרפתיים בכירים, בהם: דניאל לקונט (Daniel Leconte), דני ז'מבר ( Jeambar) ולוק רוזנצוויג (Luc Rosenzweig), שהיה מהעורכים הראשיים של "לה מונד". רוזצוויג אף הגיע לישראל לבחון את ממצאיו של שחף עליהם העיד בבית המשפט בצרפת במשפטו של פיליפ קרסנטי (שגופת הילד א-דורה הגיעה לפי עדות רופאים בבית החולים שיפא בשעה 11 בבוקר, בעוד הצילומים החלו לפי הטלוויזיה הצרפתית רק בשעה 3 אחה"צ). בעקבות הצפייה בסרט והצגת הממצאים פרסמו העיתונאים מאמרים בהם הם קובעים שמותו של א-דורה ככל הנראה בוים (לוק רוזנצוויג, שבחן את ממצאיו של שחף בישראל, היה ודאי בקביעותיו. שני העיתונאים האחרים היו פחות החלטיים), והאשימו את אנשי צוות France 2, בייחוד שארל אנדרלין והצלם הפלסטיני אבו רחמה, בנטילת חלק באירוע וברקימת מסכת שקרים. צוות France 2 כתב מאמר נגד ובו הכחיש את הטענות, וחילופי המאמרים בהם אחד מאשים את השני נמשכו גם אל תוך 2005. ב-15 בפברואר 2005 הבהירו 2 מהמתווכחים את עמדותיהם: לקונט גרס שהילד אכן נורה למוות, אך טען שהירי נעשה בידי הפלסטינים ולא מעמדת צה"ל. כמו כן טען שהצלם הפלסטיני אבו רחמה חזר בו מהצהרתו שא-דורה נורה על ידי חיילי צה"ל בדם קר. מנגד, דובר של צוות France 2 מסר שאבו רחמה לא חזר בו מהצהרתו, אלא מעולם לא טען טענה כזאת ושארגון זכויות האדם הפלסטיני PCHR זייף הצהרה בשמו.
טענות דניאל סימן.
ב-1 באוקטובר 2007 הכריז ראש לשכת העיתונות הממשלתית הישראלית, דניאל סימן, כי צה"ל לא יכול היה להרוג ולא הרג את הילד, ושהתקרית בוימה על ידי הצלם הערבי של France 2, טלאל אבו רחמה. הרשת הצרפתית הכחישה את דבריו של סימן, והודיעה כי היא עומדת מאחורי הפרסום לגבי מותו של א-דורה מירי ישראלי. הכתב שארל אנדרלין אמר כי סימן "מנהל קמפיין" נגד הרשת. ב-8 באוקטובר 2007, במסמך רשמי ראשון שהוציא דני סימן נטען כי הכתבה על מותו של הילד מוחמד א-דורה בצומת נצרים הייתה מבוימת. במשרד ראש הממשלה אמרו כי הם לא קיבלו את המכתב והוא לא אושר על ידם. דוברת הממשלה, מירי אייזן, הבהירה שלישראל אין עמדה רשמית בעניין.
טענות יהודה דוד.
הרופא הישראלי ד"ר יהודה דוד טען כי ג'מאל א-דורה, אביו של מוחמד, משקר בטענותיו כנגד צה"ל, לפחות בנקודה מסוימת אחת. א-דורה האב הראה פצעים שהיו לו על ידיו וטען כי אלה הם פצעי היריות שירה בו צה"ל, באותה תקרית בה נהרג לטענתו בנו. ד"ר דוד טען כי הפצעים על ידיו של ג'מאל א-דורה הם פצעים שהוא עצמו, ד"ר דוד טיפל בהם עוד בשנת 1994, וכי הם נגרמו לג'מאל א-דורה על ידי החמאס.
א-דורה הגיש תביעת דיבה בצרפת כנגד ד"ר דוד, ובמאי 2011 הערכאה הצרפתית הנמוכה יותר אף קיבלה את טענותיו והרשיעה את ד"ר דוד בהוצאת דיבה, אולם פסה"ד של הערכאה הנמוכה התהפך כעבור קצת פחות משנה, בערעור.
את הערעור, בניגוד להליכים שהתקיימו במשך מספר שנים עד אותה עת, מימנה כבר מדינת ישראל ולא ד"ד דוד אישית. באפריל 2011, סמוך מאוד להרשעתו של ד"ר דוד על ידי הערכאה הנמוכה בצרפת, החליטה מדינת ישראל לממן לד"ר דוד את הוצאות המשפט והערעור, כיוון ש"הוא לא נלחם מלחמה אישית ופרטית, אלא נלחם למען המדינה".
בפברואר 2012 קיבל בית המשפט העליון בצרפת את ערעורו של ד"ר דוד וזיכה אותו מאשמת הוצאת דיבתו של ג'מאל א-דורה. בית המשפט קבע כי ד"ר דוד אכן ניתח את ג'מאל בבית החולים תל השומר ב-1994 וכי הוא יכול היה להעיד לגבי אותם פצעים בהם טיפל בניתוח. בפסה"ד נקבע גם כי היו על גופו של ג'מאל פצעים נוספים, שעליהם ד"ר דוד לא היה רשאי להעיד, אבל התייחסותו אליהם בנוסף להתייחסותו לפצעים בהם טיפל, נעשתה בתום לב ולפיכך נהפך פסק הדין של הערכאה הנמוכה ובוטלה כאמור ההרשעה.
צוות הבדיקה מטעם ממשלת ישראל.
בספטמבר 2012 הקימו ראש ממשלת ישראל, בנימין נתניהו, והשר לעניינים אסטרטגיים, משה יעלון (סגן הרמטכ"ל בעת התקרית), צוות בדיקה בין־משרדי לבדיקת נסיבות התקרית והפרסומים אודותיה. בראש הצוות עמד מנכ"ל המשרד לעניינים אסטרטגיים, יוסי קופרווסר (קצין המודיעין של פיקוד המרכז בעת התקרית). ב-19 במאי 2013 פרסם הצוות דו"ח שקבע: