Si algo signó desde el principio la investigación sobre la muerte de Natalia Fraticelli fue la controversia pericial: los numerosos estudios realizados para aclarar cómo murió la adolescente arrojaron conclusiones contradictorias. Desde que Natalia fue sedada y estrangulada por la espalda hasta que la chica se suicidó al ingerir pastillas contraindicadas para su enfermedad. La disparidad de criterios científicos situó la discusión en un escenario aún más elemental que la pregunta por la culpabilidad o inocencia del matrimonio: directamente planteó dudas sobre la existencia de delito.

El primer estudio sobre el cuerpo de Natalia fue la autopsia. El médico forense Luis Pettinari concluyó, en base al estudio de los músculos del cuello, que la adolescente murió por asfixia mecánica por estrangulamiento manual. En tanto, el jefe de Criminalística de la policía rosarina, Ulises Cardoso, negó haber hallado signos de violencia en el cuerpo de Natalia cuando examinó el cadáver en la escena del hecho.

Una pericia toxicológica de la Facultad de Medicina determinó en junio de 2000 que Natalia había consumido entre 22 y 28 comprimidos de Uxen Retard, un antidepresivo contraindicado para personas convulsivas como ella, que padecía las secuelas de una meningitis.

En base a este informe, el juez de Instrucción Carlos Risso consideró que la chica había sido forzada a ingerir las pastillas para reducir su resistencia. La defensa, sin embargo, planteó que la chica consumió la droga para suicidarse. A esa hipótesis la refrendó el psiquiatra Ernesto Ratghe en base al análisis de notas y cartas redactadas por la chica. Y un nuevo informe de Ulises Cardoso sostuvo que Natalia pudo ingerir de modo voluntario esa droga para quitarse la vida, complementado esto con el uso de una bolsa de nailon con la que se asfixió.

También descartó la versión del estrangulamiento el neurocirujano Eduardo Bulacio en base al análisis de una foto del cerebro de la chica, que había sido desechado en la autopsia. El anatomopatólogo Jorge Monti llegó a la misma conclusión tras analizar las arterias y músculos del cuello, que no presentaban "signos de haber sido sometidos a presiones violentas".

Pero en mayo de 2001 el Cuerpo Forense de la Corte nacional determinó que la chica murió estrangulada y que la droga ingerida no pudo ser mortal. Lo mismo dijeron un mes más tarde seis médicos forenses de la provincia, entre ellos Sergio Vázquez, en base a informes del expediente. Tres años más tarde, un dictamen de la Secretaría de Estado de Derechos Humanos firmado por Eduardo Luis Duhalde planteó la falta de certeza de que Natalia haya sido estrangulada. Hoy, el fallo de la Cámara Penal de Venado Tuerto, le da la razón.