לאחר שהעלו את שברי הספינה, הקימו דרום קוריאה וארצות הברית צוות חקירה משותף כדי לגלות את סיבת הטביעה. מאוחר יותר הודיעה דרום קוריאה כי בכוונתה להקים קבוצה בינלאומית כדי לחקור את הטביעה כולל קנדה, בריטניה, שוודיה ואוסטרליה. אוסטרליה פרסמה שאוסטרלים יצטרפו לחקירת ספינת מלחמה טובעת של דרום קוריאה. המשרד לענייני חוץ וסחר בינלאומי קנדה, הודיע שמומחים של הצי הקנדי יסייעו בחקירה רב לאומית בנוגע לשקיעת "צ'אונן'.
ב-16 באפריל 2010, יון דוק-יונג, יו"ר משותף של צוות החקירה, אמר "בבדיקה ראשונית של צ'אונן כי חוקרים דרום קוריאנים וארצות הברית לא מצאו עקבות המראים כי גוף הספינה נפגע ישירות על ידי טורפדו. במקום זאת, מצאנו עקבות המוכיחים שפיצוץ חזק שנגרם אולי על ידי טורפדו התרחש מתחת למים. ייתכן שהפיצוץ יצר סילון בועה שבסופו של דבר יצר גל הלם עצום וגרם לשבירת הספינה בשני." עקבות של חומר כימי נפיץ בשימוש בטורפדו, RDX, נמצאו מאוחר יותר במאי 2010.
"הוושינגטון פוסט" דיווח ב-19 במאי 2010, שצוות חוקרים משוודיה, אוסטרליה, בריטניה וארצות הברית הגיע למסקנה שטורפדו צפון קוריאני הטביע את הספינה. הצוות מצא שהטורפדו שבו נעשה שימוש זהה לטורפדו צפון קוריאני שנלכד בעבר על ידי דרום קוריאה. ב-25 באפריל 2010, הודיע צוות החקירה כי סיבת הטביעה היא פיצוץ תת-מימי ללא מגע. ב-7 במאי 2010, פרסם פקיד ממשלתי דרום קוריאני א כי צוות של מומחים אזרחים וצבאיים דרום קוריאניםמ צאו עקבות של RDX, חומר נפץ חזק יותר מ-TNT ומשמש בטורפדות. ב-19 במאי 2010, הוכרז על גילוי שבר מתכת המכיל מספר סידורי דומה למספר על טורפדו צפון קוריאני שנימצא על ידי דרום קוריאה ב-2003.
בסיכום שלהם עבור מועצת הביטחון של האו"ם, תוארה קבוצת החקירה כ"קבוצת החקירה האזרחית-צבאית המשותפת של הרפובליקה של קוריאה בהשתתפות מומחים בינלאומיים מאוסטרליה, שוודיה, בריטניה ובריטניה מדינות, וכוח המשימה הרב-לאומי המשולב למודיעין, הכולל את הרפובליקה של קוריאה, אוסטרליה, קנדה, בריטניה וארצות הברית", אשר הורכב מ-25 מומחים מ-10 סוכנויות מומחים קוריאניות מובילות, 22 מומחים צבאיים, 3 מומחים שהומלצו על ידי האספה הלאומית, ו-24 מומחים זרים המהווים 4 צוותי תמיכה".
דוח ועדת החקירה המשותפת.
ב-20 במאי פרסמה קבוצת החקירה בראשות דרום קוריאה סיכום של הדו"ח שלה שבו הם הגיעו למסקנה כי טביעת ספינת המלחמה הייתה תוצאה של מתקפת טורפדו צפון קוריאנית, והעירו כי "הראיות מצביעות באופן מוחץ על המסקנה שהטורפדו היה נורה על ידי צוללת צפון קוריאנית". בחקירה נטען גם כי קבוצת צוללות קטנות, בליווי ספינת תמיכה, יצאה מבסיס ימי צפון קוריאני כמה ימים לפני הטביעה. צפון קוריאה מכחישה את טיבוע ספינת מלחמה. דרום קוריאה החליטה על תגובה חזקה. הנשק הספציפי שבו נעשה שימוש היה לכאורה טורפדו צפון קוריאני דגם CHT-02D, חלקים ממנו שוחזרו. צפון קוריאה גונתה על ידי מעצמות העולם על התקפת טורפדו. חוקרים דרום קוריאנים אמרו לעיתונאים שלהם שהם מאמינים שאחת או שתיים צוללת צפון קוריאנית, יונו וסנג יצאה מבסיס ימי בקייפ ביפגוט בליווי ספינת תמיכה ב-23 במרץ 2010. אחד הצוללות, לפי הדיווח, עקפה בצד המערבי של האי באנגניונג, שהגיע ב-25 במרץ 2010. שם, היא חיכתה בערך 30 מטר בעומק עד ש"צ'אונן" תעבור לידה.
החוקרים הגיעו למסקנה כי הצוללת ירתה את הטורפדו ממרחק של כ-3 ק"מ. נראה שהמתקפה תוכננה לזמן שבו זרמי הגאות והשפל באזור היו איטיים. הספינות הצפון קוריאניות חזרו לנמל ב-28 במרץ 2010. מידע מפורט כזה על תנועות הצוללות הצפון קוריאניות, ועמדת התקיפה, לא היו בסיכום הרשמי או בדוח הסופי.
חלקי הטורפדו שנתפסו באתר הפיצוץ על ידי ספינת חפירה ב-15 במאי, הכוללים את המדחפים המנוגדים לסיבוב 5×5 להבים, מנוע ההנעה וחלק היגוי, נטען כי הם תואמים את הסכמטיקה של הטורפדו CHT-02D הכלולה ב - חוברות היכרות שסופקו למדינות זרות על ידי צפון קוריאה למטרות יצוא. סכימת טורפדו שגויה, אם כי דומה, הוצגה בטעות בתדריך ה-RIG המשודר בטלוויזיה לצורך השוואה עם החלקים ששוחזרו. החוקרים מודים שהשתמשו בתוכנית שגויה כדי להראות טורפדו קוריאני של נ. שתקף את "צ'אונן" התרשים הנכון לא פורסם ברבים. הסימונים הנמצאים בקצה קטע ההנעה, תואמים לסימון של טורפדו צפון קוריאני שהושג בעבר, אך אינו עולה בקנה אחד עם אחד מהם.
סימולציות ציינו ש-250 ק"ג של חומר נפץ מקביל ל-TNT בעומק 3 מטר בצד שמאל, יגרום לנזק שנראה בשקופיות.
דוח חקירה.
עותק טיוטה של הדו"ח המלא התקבל על ידי טיים (מגזין) בתחילת אוגוסט 2010, לפני פרסום הדו”ח הסופי. הדו"ח בחן בפירוט עשרה תרחישים חלופיים אפשריים, תוך דיון נרחב והסבר מדוע עשרה אלו לא היו אפשריים. לבסוף המסקנה שהייתה זו מתקפה צפון קוריאנית, ברמת "אפשרות גבוהה".
לתמיכה במסקנה זו, נכתב בדו"ח כי עדים דיווחו שראו הבזקי אור או קולות של פיצוץ, וכן כי ניתוח צי ארצות הברית של השברים הגיע למסקנה שטורפדו שהכיל 250 ק"ג של חומר נפץ התפוצץ שישה עד תשעה מטרים מתחת לקו המים. נזק לגוף הספינה תמך במסקנה זו, בעוד שלא עולה בקנה אחד עם מה שהיה צפוי אם הספינה עלתה על שרטון או נפגעה בטיל.
ב-13 בספטמבר 2010, פורסם הדו"ח המלא של משרד ההגנה ובו מסקנה שצ'אונן הוטבעה עקב פיצוץ טורפדו, שאמנם לא יצר קשר עם הספינה, אך התפוצץ מספר מטרים מתחת לגוף הספינה וגרם לגל הלם ובועה. השפעה של כוח מספיק כדי לפגוע קשות ולהטביע את הספינה.
הערכת מומחי הצי הרוסי.
לקראת סוף מאי ביקר צוות של חיל הים הרוסי מומחי צוללות וטורפדו בדרום קוריאה כדי לבצע הערכה של החקירה בראשות דרום קוריאה. הצוות חזר לרוסיה עם דגימות לניתוח פיזיקלי-כימי נוסף. לא נמסרה הצהרה רשמית על ההערכה. נטען שההערכה הגיעה למסקנה ש"צ'אונן" לא הוטבעה על ידי טורפדו צפון קוריאני, אך לא הגיעה למסקנה נחרצת לגבי סיבת הטביעה. "[העיתון "ההינדו" ציטט מקור בצי הרוסי שקבע כי "לאחר בחינת העדויות הזמינות ואת שברי הספינה מומחים רוסים הגיעו למסקנה שמספר טיעונים שהועלו על ידי החקירה הבינלאומית לטובת מעורבותה של DPRK בהטבעת הקורבטות לא היו כבדי משקל מספיק".
ב-27 ביולי 2010, פרסם העיתון הדרום קוריאני הנקיורה, סיכום מפורט של הניתוח של צוות המומחים של הצי הרוסי. לפי "הנקיורה", החוקרים הרוסים הגיעו למסקנה ש"צ'אונן" נגע בקרקעית הים וגרם נזק לאחד המדחפים שלו לפני פיצוץ ללא מגע., אולי נגרם כתוצאה מהפעלת מוקש בזמן שהספינה ניסתה לתמרן למים עמוקים יותר. בדיקה חזותית של חלקי הטורפדו שנמצאו בדרום קוריאה הצביעו לכאורה על כך שהוא היה במים יותר מ-6 חודשים. למחרת הגיבו פקידים דרום קוריאנים ב"הפרכה בקנה מידה מלא".
ב-3 באוגוסט 2010 הצהיר שגריר רוסיה באו"ם ויטלי צ'ורקין כי מסקנות דו"ח החקירה של ארצו לגבי "צ'אונן" לא יפורסמו. מניעת תוצאות החקירה נתפסה כחסרת רגישות על ידי דרום קוריאה, אך נמנעה נזק פוליטי למספר מדינות.
הצהרות סיניות.
במהלך שיחות בין הממשלות האמריקאיות לסין בסוף מאי 2010, דווח של יואצ'י שימאצו, פרשן מטעם הממשל הסיני, שהצהירו כי טביעת " צ'אונן" הייתה כתוצאה ממוקש ימי אמריקאי שעגן בקרקעית הים והניע את עצמו לפגוע בספינה באמצעות גלי קול או תחושה מגנטית. המוקש הושתל במהלך תרגילים נגד צוללות שנערכו על ידי הציים של דרום קוריאה וארצות הברית זמן קצר לפני הטביעה. כדי לתמוך את הצהרותיהם, אמרו הסינים שצוללות צפון קוריאניות כמו זו שהאמינו שהטביעה את "צ'אונן" אינן מסוגלות לנוע ללא זיהוי בתוך מימי דרום קוריאה, ומוקש עולה היה פוגע בספינה ומפצל את גוף הספינה. כפי שנעשה ל-"Cheonan". טורפדו קונבנציונלי המשייט ב-40–50 קשר גם ייהרס לחלוטין בעת הפגיעה. בסתירה לאיתור חלקי הטורפדו שנמצאו מאוחר יותר.
מחקרים אחרים.
חקירה נפרדת שנערכה על ידי מדענים מאוניברסיטת מניטובה הניבה תוצאות שמתנגשות עם ממצאי החקירה הרשמית. לטענת ראש החקירה, לשאריות על גוף הספינה שנטען כי היו תחמוצת אלומיניום, שהיא תוצר לוואי של פיצוצים כמו זה של טורפדו, היה יחס חמצן לאלומיניום גבוה בהרבה., מה שמוביל את החוקרים למסקנה ש"איננו יכולים לומר שהחומר שנדבק ל"צ'אונן" היה תוצר לוואי של פיצוץ של תחמוצת אלומיניום. משרד ההגנה הדרום קוריאני פרסם הפרכה לממצאים, ואמר: "התפוצצות חומרי נפץ המכילים אלומיניום מתרחשת בתוך מאות אלפיות השנייה תחת טמפרטורות גבוהות של יותר מ-3,000 מעלות צלזיוס ולחצים גבוהים של יותר מ-200,000 atm, ורובו הופך לתחמוצת אלומיניום לא גבישית."
דו"ח אחר שפורסם באינטרנט על ידי הביטאון "Nature" ב-8 ביולי 2010 ציין מספר מקרים של קבוצות או יחידים שלא הסכימו עם הדו"ח הרשמי.
בשנת 2013 פורסם מאמר אקדמי המנתח את הנתונים הסיסמיים הזמינים. הוא חישב שהנתונים הסיסמיים שנרשמו מתאימים לפיצוץ על ידי 136 ק"ג מטען שווה ערך ל-TNT, בדומה לתפוקת הנפץ של מוקשים יבשתיים שננטשו בסביבה.
בשנת 2014 פורסם מאמר אקדמי המנתח את הספקטרום של האותות הסיסמיים וגלי הדהוד הידרואקוסטי שנוצרו. העיתון מצא ספק אם הרעידות של עמוד המים נגרמו מפיצוץ תת-מימי, במקום זאת גילו שהספקטרום הסייסמי המתועד תואם את תדרי הרטט הטבעיים של צוללת גדולה באורך של כ-113 מטר. זה העלה את האפשרות שהטביעה נגרמה כתוצאה מהתנגשות עם צוללת גדולה, ולא מפיצוץ.
תגובות בדרום קוריאה.