בחודשי המלחמה הראשונים, סוכנויות המודיעין של ישראל וארה"ב יירטו חלק משיחות הטלפון וזיהו את דפוסי חייו של יחיא סינוואר, כך עולה מדיווח של "הניו יורק טיימס".
על פי הדיווח, גורמי מודיעין וצבא ישראלים מעריכים כי סינוואר התגורר במערכת מנהרות מתחת לעיר עזה. במהלך פשיטה על אחת המנהרות, חיילי צה"ל גילו סרטון שצולם ימים קודם לכן, שבו נראים סינוואר ומשפחתו נמלטים למקום מסתור אחר מתחת לעיר. גורמי מודיעין ישראלים סבורים כי סינוואר היה עם משפחתו לפחות בששת החודשים הראשונים של המלחמה.
אל תגידו לא ידענו - הטבה מיוחדת למי שרוצה ללמוד אנגלית. לחצו כאן לשיעור ניסיון מתנה וללא התחייבות>>
עוד דווח כי סינוואר המשיך להשתמש בטלפונים סלולריים ולווייניים, שהיו זמינים הודות לרשתות סלולריות במנהרות. מדי פעם הוא שוחח עם בכירי חמאס בדוחא. סוכנויות ריגול אמריקאיות וישראליות הצליחו לעקוב אחרי חלק מהשיחות הללו, אך לא הצליחו לאתר את מיקומו. במהלך תקופה זו קיבלו סוכנויות הריגול הצצה לחייו במחתרת, כולל ההתמכרות שלו לצפייה בתקשורת הישראלית ובמהדורות החדשות.
גורמים ישראלים ציינו כי כל פעילי חמאס המסתתרים מתחת לאדמה, כולל סינוואר, נדרשים מדי פעם לצאת מהמנהרות מסיבות בריאותיות. עם זאת, רשת המנהרות היא עצומה ומורכבת, למחבלי חמאס יש מידע מודיעיני מתקדם על מיקום כוחות צה"ל, מה שמאפשר לסינוואר לעלות מעל הקרקע מבלי להתגלות.
סינוואר עבר בסופו של דבר דרומה לחאן יונס, עיר הולדתו, כך מאמינים גורמים ישראלים ואמריקאים, וכנראה עבר לעיתים לעיר רפיח דרך מנהרה. עד לפשיטה על הבונקר בחאן יונס ב-31 בינואר, סינוואר נמלט מהבונקר בחיפזון והשאיר מאחוריו סכום משמעותי של כסף.
כמעט מיד לאחר פיגועי ה-7 באוקטובר, המודיעין הצבאי הישראלי והשב"כ הקימו יחידה מיוחדת במטה השב"כ עם משימה בלעדית למצוא את סינוואר. ה-CIA הקים גם כוח משימה, והפנטגון שיגר כוחות מבצעים מיוחדים לישראל כדי לייעץ לצה"ל על המערכה הממשמשת בעזה.
ארה"ב וישראל הקימו ערוצים לשיתוף מידע על מיקומם של סינוואר ומפקדים בכירים אחרים של חמאס, כמו גם על החטופים. "הקדשנו מאמצים ומשאבים רבים לישראלים בחיפוש אחר ההנהגה הבכירה, במיוחד סינוואר", אמר ג'ייק סאליבן, היועץ לביטחון לאומי של הבית הלבן. "יש לנו אנשים בישראל שעובדים יחד עם הישראלים על הנושא הזה, וברור שיש לנו ניסיון רב בציד מטרות בעלות ערך גבוה."
האמריקאים פרסו מכ"ם חודר קרקע כדי לסייע במיפוי מאות הקילומטרים של מנהרות שמתחת לעזה, עם תמונות חדשות בשילוב מודיעין ישראלי שנאסף ממחבלי חמאס שנלכדו ומסמכים כדי לבנות תמונה מלאה יותר של רשת המנהרות.
בכיר ישראלי ציין כי התמיכה המודיעינית האמריקאית הייתה "לא יסולא בפז". לישראלים ולאמריקאים יש אינטרס משותף לאתר את מפקדי חמאס ולשחרר את החטופים. עם זאת, אדם שמכיר את הסדר שיתוף המודיעין, שדן בתנאי אנונימיות, תיאר אותו כ"מאוד סתמי" - כאשר האמריקאים חולקים יותר ממה שהישראלים נותנים בתמורה. לעיתים, אמר האדם, האמריקנים מספקים מידע על מנהיגי חמאס בתקווה שהישראלים יפנו חלק ממשאבי המודיעין שלהם למציאת החטופים האמריקאים.