При вскрытии трупа Анны было обнаружено, что она была убита выстрелом из берданки, заряженной кустарным зарядом дроби (изготовленной из сеченки свинца).

Других следов грабители не оставили.

Почти неделю продолжались розыски виновных, проверка разного рода версий и предположений, допросы свидетелей. Наконец, по подозрению в этом преступлении были арестованы Егор Водолазов, житель соседнего села, в прошлом уже судившийся за кражу, и его односельчане — Петр Забрусков и Михаил Ахтырский. Забрусков был взят под подозрение в связи с тем, что его жена Ирина, как выяснилось на следствии, 30 декабря днем приходила к Татьяне Долговой одалживать молоко, чего раньше не случалось. По мнению следователей, она пришла по заданию мужа, с тем, чтобы высмотреть расположение вещей в избе.

Основанием для ареста Ахтырското явилось то, что он в прошлом судился за кражу, а кроме того, было выяснено, что у него имелось дробовое ружье.

При аресте Егора Водолазова у него были обнаружены дробовое ружье и часть вещей, взятых при ограблении Долговых.

Арест Водолазова последовал через несколько дней после ареста Забрускова и Ахтырского.

Водолазов сознался и рассказал, что ограбление Долговых он совершил вместе с Забрусковым и Ахтырским и что Анну убил Ахтырский из ружья Водолазова, которое он ему дал. Свои показания Водолазов подтвердил и на очной ставке со своими соучастниками.

Несмотря на это, они отрицали свою вину.

Да, они продолжали запирательство. Тщетно следователи взывали к их разуму и чувству, уличали их противоречиями, припирали косвенными уликами, обрушивались на них психическими атаками очных ставок с Водолазовым. Тщетно следователь Попов и уполномоченный угрозыска Анисимов разъясняли обвиняемым бессмысленность дальнейшего отрицания, тщетно зудили: «Сознайтесь, вам легче будет», — преступники продолжали все отрицать, и, видимо, вовсе не хотели, чтобы им стало легче.