Le procureur en charge du dossier a invité la police à compléter l'enquête en interrogeant les voisins du couple et en demandant un certificat médical à la victime. Le 4 novembre 2011, la police a adressé un rapport complémentaire au ministère public, après avoir entendu un voisin du couple, B., en qualité de personne appelée à donner des renseignements. En outre, l'avocate de la plaignante a fait parvenir au ministère public un rapport médical d'Hôpital neuchâtelois du 24 mai 2011.
B. Le 22 novembre 2011, le ministère public a rendu une ordonnance pénale condamnant X. à 60 jours