Салтычиху взяли под стражу. При допросах применялась угроза пытки (разрешение на пытку получено не было), но она ни в чем не созналась. Малоэффективной оказалась и пытка известного разбойника в присутствии Салтычихи с извещением, что она будет следующая. Возможно, что она была осведомлена о том, что пытки к ней применены не будут. Не сработали и уговоры раскаяться священника московской церкви Николая Чудотворца Дмитрия Васильева.
Затем был произведен повальный обыск в московском доме Салтычихи на Сретенке и в Троицком, сопровождавшийся опросом сотен свидетелей. Были обнаружены бухгалтерские книги, содержавшие информацию о взятках чиновникам московской администрации, а опрошенные рассказали об убийствах, сообщили даты и имена жертв.
Взятки получили начальник полицеймейстерской канцелярии Молчанов, прокурор Сыскного приказа Хвощинский, присутствующие Сыскного приказа Вельяминов-Зернов и Михайловский, секретарь Тайной конторы Яров, актуариус Сыскного приказа Пафнутьев.