很多人開始行動起來尋找怪病的致病原因。1956年5月28日，以水俁市的保健所以及衛生科、窒素公司附屬醫院為核心，設立了「水俁怪病對策委員會」。委員會於8月14日委託熊本大學醫學部查詢和研究怪病的致病原因，開始正式展開調查研究。
熊本大學醫學部水俁研究小組在研究起步的三個月後，於11月3日舉行了第一次研究報告會。席間報告稱，水俁怪病不是傳染病，並已發現致病原因為「某種重金屬通過鱗介類生物侵入人體而引發中毒」b/b。
然而，研究從這裡開始變得舉步維艱。可以想到的有毒重金屬就有錳、鉛、鋅、銅、砷、硒等多種，要找到特定的致病物質尚需很長時間。進而，推進研究的最大障礙來自通產省。
研究小組提出需要對窒素公司工廠的廢水取樣，廠方則以企業機密為藉口斷然拒絕，要求研究小組獲得通產省批准。在廢水樣本無法順利取得的狀況下，熊本大學不得不花費近三年的時間繼續展開研究。
厚生省組建了厚生科學研究小組，從1956年開始致力於怪病的病因調查，1958年7月9日，研究小組公佈了流行病學的調查結果。這一調查結果推定，怪病致病源來自日本窒素公司的廢棄物b/b。
1959年7月，堅持開展研究的熊本大學研究小組，參考了為水俁病患者提供治療的英國神經科醫生馬克阿爾帕因的論文後，終於將目標鎖定在有機水銀身上。
7月14日，「熊大研究小組確認水俁病致病源為有機水銀」，這一標題出現在《朝日新聞》的特訊上。
（熊本大學醫學部）教授武內等人從流行病學角度發現，有機水銀中毒和水俁病臨床症狀非常相似，於是通過貓體實驗，對其與有機水銀中毒症的關係展開了長達一年時間的研究。結果證明，致病物質為水銀化合物。運用科學分析、臨床實驗和病理學觀察三方面手段，得出了相同結論，結論幾乎確鑿無疑。三位教授將利用今年暑期展開實地調查，對鱗介類、海底泥土進行驗證，以期獲得更深入的依據。（後略）
關於致病源，該報道進而提到了「新日本窒素水俁工廠」這個名字，推定該工廠廢水中的化學物質中含有水銀b/b。
窒素公司方面則開始動用御用學者，對「有機水銀論」展開絕地反擊。
首先登場的是「炸藥論」。這是日本化工工業協會理事大島竹治提出的觀點，即戰爭結束時舊日軍往海里丟棄的航空炸彈彈體腐爛，從中分解出苦味酸以及四乙基鉛。根據窒素公司的請求，厚生省進行了實地調查，結果表明上述觀點沒有事實根據b/b。不知道大島竹治是以什麼為依據發表上述觀點的，但它充分發揮了阻止有機水銀論受輿論關注的作用。
1959年11月2日，山內進入厚生省的當年秋天，作為對水俁漁民訴求的回應，眾議院26人視察團造訪了水俁。這是首次對當地的視察。當天中午，抵達水俁市的視察團一行，分別乘坐八輛大客車前往水俁市立醫院慰問患者。在這裡，迎接視察團的是以漁民為主的大約4000人的抗議遊行隊伍，視察團直接收下了漁民的申訴狀。
前面提到的闖入工廠事件即發生在之後的下午1點50分。參加不知火海區漁民誓師大會的漁民們，在遞交申訴狀後蜂擁至工廠。由於前日窒素公司相關人員告發8名漁民撒野，加上廠方拒絕談判的要求，漁民們怒氣爆發，近1000人闖入工廠。漁民們帶著榔頭，見物就砸，辦公室、配電室、警備室裡的電子計算機和打字機均遭到損壞，並與250人的警察隊伍發生了衝突。
下午2點，警方出動了100人的待命機動隊，事態終於得到平息，雙方共有超過100人受傷b/b。
目睹漁民激動情緒的視察團，對縣當局、縣議會、窒素公司的消極態度進行了訓斥，並強調今後各省廳應停止地盤爭奪、團結合作、努力查明水俁病病因，之後便返回了東京。
然而，從結果上來看，對水俁病的病因調查和對患者的救助，在留下批評言論後返回東京的國家當局與企業、學者的「通力合作」下，再次被拖回到不知火海的海底。11月11日，以權威著稱的東京工業大學教授清浦雷作，在肥料工業會上發言，提出了「非有機水銀論」之一的「有毒氨論」。該報告當天經通產省之手，以「關於水俁灣內外水質汙染的研究」為題對外公佈。第二天，即11月12日的《朝日新聞》以「清浦教授的報告：‘不可能是工廠廢水’的水俁病」為標題，刊登了以下報道。
食用熊本縣水俁灣魚類引發的怪病——「水俁病」，其致病源被認為是由新日本窒素水俁工廠排放的廢水中的水銀。但是，今年夏天對當地展開實地調查的東京工業大學清浦雷作教授提出了「病因不可能是工廠廢水」的結論，他於11日向通產省提交了該研究報告。
本次清浦教授的結論是：「水俁灣的水質經與其他海灣對比，並未受到特別汙染，海水中的水銀濃度也不高。並且，水俁以外的其他地區也存在體內含有大量水銀的魚類，食用這些魚類並不會引發怪病。因此，得出水俁病是由含有水銀的廢水引起的結論過於草率。（後略）」
清浦於當年8月底前往水俁展開水質調查。他用為期不到三個月的調查，否定了熊本大學歷經三年才最終得出的結論。
通產省支援清浦的觀點，在「水俁病相關各省聯絡會議」上，通產省代表發言稱，「不能斷定新日本窒素水俁工廠的廢水是致病源」。
事實上，當年11月12日是厚生省食品衛生調查會向厚生大臣報告水俁病病因調查結果的日子。該報告中，對致病物質進行了如下表述。
水俁病是因大量食用生息於水俁灣及周邊的鱗介類所致，為中樞神經系統受損的中毒性疾病，其主要致病源為某種有機水銀化合物。
這一報告本可看作政府方面對水俁病問題的首次見解，然而，由於通產省的成功計策，給人留下了「病因尚未確定」的強烈印象。就這樣，通產省與厚生省的對決，以通產省的勝利告終。
第二天，即11月13日的內閣會議上，通產大臣池田勇人猶如乘勝追擊般地發言稱，「有機水銀是由新日本窒素水俁工廠外流的結論過於草率」，他對厚生省的行動發出警告b/b。
「水俁食物中毒部會」在厚生省食品衛生調查會提交報告的當天接到解散命令，取而代之的是第二年2月26日成立的「水俁病綜合調查研究聯絡協議會」。主導權從站在患者立場上的厚生省轉移到了為企業辯護的經濟企劃廳手中，因此，對水俁病病因的調查不由自主地向後倒退了一大步。證據就是，儘管通產、經企、厚生、農林等各省廳彼此承諾今後齊心協力查明病因，然而該協議會在未提出任何結論的情況下於第二年3月自動解散了b/b。
等政府再次確定其見解是在1968年，也就是9年後的事情了。圍繞水俁病的病因調查，政府內部，尤其是通產省與厚生省對主導權的爭奪到了極度混亂的地步。最終的結果是，站在企業立場上的通產省，不遺餘力地親手摘除了早期解決這一公害病的萌芽。
通產省在企業和御用學者的配合下，抹殺有機水銀論的罪責無疑是十分嚴重的，然而，因省廳間的利益和力量角逐，自身的調查結論遭到不合理否定卻無力反駁的厚生省的罪過同樣重大。對水俁地區的首次視察未有成果，被逼上絕路的漁民因暴動而受到窒素公司的控告，以救助弱者為目的而設立的厚生省，就這樣向後倒退了一大步。就在印刻上這一歷史的1959年，22歲的山內豐德進入厚生省工作。
「チッソ」即「窒素」的片假名。——譯註
宇井純：《水俁病的三十年》（桑原史成著：《水俁：沒有終點的三年》所收，徑書房，1986年），161～162頁
不知火海，位於熊本縣水俁灣外圍。——譯註
川名英之：《日本公害紀實第1卷》，綠風出版，1987年，11、22頁。
川名英之：《日本公害紀實第1卷》，綠風出版，1987年，34頁。
宇井純：《公害的政治學追蹤水俁病》，三省堂新書，1968年，44頁。
宇井純：《公害的政治學追蹤水俁病》，三省堂新書，1968年，56～57頁。
原田正純：《水俁病》，巖波新書，1972年，56頁。
宇井純：《公害的政治學追蹤水俁病》，三省堂新書，1968年，98～103頁。
川名英之：《日本公害紀實第1卷》，綠風出版，1987年，49～53頁。
宇井純：《公害的政治學追蹤水俁病》，三省堂新書，1968年，154～158頁。
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