Hầu hết các vụ xâm hại trẻ em xảy ra nơi vắng vẻ, hoặc biệt lập như trong gia đình, trong lớp học, cơ sở trông giữ trẻ,… Đặc biệt, ở các vùng nông thôn sông nước, miền núi hẻo lánh thường được phát hiện muộn nên rơi vào tình trạng thiếu chứng cứ hoặc chứng cứ nhanh bị phân hủy nên rất khó thu thập như máu, lông, tóc, tinh dịch. Nạn nhân và gia đình họ do xấu hổ, mặc cảm, sợ lộ thông tin về sự việc ảnh hưởng trong tương lai, danh dự nên không muốn hợp tác hoặc khai báo không đầy đủ. Việc giám định dấu vết và độ tuổi không kịp thời nên khó chứng minh tội phạm; những vụ dâm ô rất khó khăn vì ít để lại dấu vết.
Nạn nhân còn nhỏ tuổi, lại bị sang chấn tâm lý bởi hành vi xâm hại nên lời khai thường không đầy đủ, thiếu chính xác, thậm chí hay thay đổi lời khai, hoặc khai theo ý của người đại diện (cha, mẹ) nên khó thu thập tài liệu chính xác. Trường hợp trình báo muộn, hoặc có sự dàn xếp, thỏa thuận tự xử lý nội bộ giữa gia đình nạn nhân và đối tượng nên vụ việc không được trình báo, hoặc sau một thời gian khi việc dàn xếp, thỏa thuận không thành mới tố giác nên khó khăn cho việc xác minh điều tra, thu thập tài liệu chứng cứ.
Có những trường hợp đối tượng và gia đình đối tượng mua chuộc, gây áp lực, đe dọa thách thức nạn nhân hoặc những người biết việc khác ngại việc cộng tác, cung cấp thông tin, tài liệu về vụ việc. Tâm lý xấu hổ, sợ ảnh hưởng tương lai và nhiều vấn đề nhạy cảm khác, kể cả việc chưa tin tưởng cơ quan pháp luật khiến nạn nhân và người thân mặc cảm, cam chịu và né tránh cộng tác, cung cấp nguồn của tài liệu chứng cứ.
Hầu hết các vụ xâm hại tình dục trẻ em không có người làm chứng trực tiếp nếu không bị phát hiện quả tang, do đối tượng lựa chọn không gian, thời gian, địa điểm vắng vẻ, kín đáo mới thực hiện hành vi phạm tội. Hoặc có những trường hợp, đối tượng đe dọa nạn nhân phải giữ kín nên hầu hết chỉ được phát hiện khi người thân tiếp xúc, phát hiện các dấu hiệu như hoảng loạn, đau, ngứa hoặc có dấu vết tổn thương, tấy sưng, xước bộ phận sinh dục hoặc các bộ phận khác trên cơ thể, nhiều trường hợp khi nạn nhân có thai mới được phát hiện.
Đối tượng triệt để lợi dụng các phương tiện công nghệ cao, các trang mạng xã hội để tiếp cận, dụ dỗ, lừa gạt nên chứng cứ điện tử dễ bị tiêu hủy. Năng lực, kiến thức về công nghệ thông tin của cán bộ trinh sát, điều tra viên còn hạn chế nên khó thu thập được dữ liệu điện tử một cách nhanh chón.
Được biết, mặc dù Bộ Luật Tố tụng hình sự 2015 đã quy định cụ thể thời gian giám định đối với từng vụ việc, vụ án, tuy nhiên thực tế một số vụ án xâm hại tình dục trẻ em kết quả giám định còn kéo dài, chậm ra Quyết định khởi tố vụ án. Việc thu thập dữ liệu điện tử nhằm giám định, sử dụng làm chứng cứ mới được quy định trong Bộ luật tố tụng hình sự năm 2015 nên còn khó khăn, bỡ ngỡ trong việc thực hiện.