Händelsen inträffade på Långrevsområdet i Västervik någon gång mellan klockan 17 och 18 på måndagskvällen.
Målsägande, en kvinna i 50-årsåldern, var ute och promenerade med sina hundar när en av dem fick i sig något från marken. Hon hann aldrig uppfatta vad hunden åt.
Några minuter efter att kvinnan och hundarna kommit hem avled den ena hunden, som ska ha varit av mindre storlek.
Händelsen anmäldes till polisen under tisdagen och rubriceras som förgöring.
Det är ännu oklart vad som orsakade hundens död. Hunden har inte undersökts av veterinär och det är därför inte fastställt om den fått i sig något giftigt eller annat skadligt.
Polisen har i nuläget ingen misstänkt för brottet. Det finns heller inga uppgifter om att någon medvetet ska ha lagt ut något farligt i området.