I test medici per cercare la causa della sindrome iniziarono negli anni quaranta e cinquanta. Inizialmente si pensò a un avvelenamento da piombo, dato dall'attività di estrazione di piombo a monte. Solo nel 1955 il Dr. Hagino e i suoi colleghi sospettarono il cadmio come possibile colpevole della sindrome. La prefettura di Toyama iniziò nel 1961 un'indagine, determinando che il sito estrattivo sul Kamioka della Mitsui Mining and Smelting fosse la causa dell'inquinamento da cadmio e che la zona maggiormente colpita dalla sindrome fosse 30 km a valle della miniera. Nel 1968 il ministro della salute giapponese rilasciò una dichiarazione sui sintomi della sindrome itai-itai causata dall'avvelenamento da cadmio.