Den samordnade portugisisk-brittiska polisinsatsen väntas enligt portugisiska medier pågå upp till en vecka.
Den då treåriga Madeleine försvann ur familjens semesterlägenhet i maj 2007, medan hennes föräldrar åt middag på en restaurang.
Portugal lade ned utredningen om flickans försvinnande 2008. Men brittisk polis granskade bevismaterialet på nytt och beslöt i juli 2013 öppna en egen utredning. Den har bland annat varit inriktad på en ensam manlig pedofil, som begått en rad sexövergrepp på brittiska flickor på semester i Algarve.
Fallet har rönt stor uppmärksamhet, inte minst till följd av de mediekampanjer som flickans föräldrar drivit.