Василий Шуйский допросил вдову дьяка. Она рассказала, что члены ее семьи обедали на своем дворе, когда колокол возвестил о несчастье во дворце. Гостем Битяговских был в тот день священник Богдан. Будучи духовником Григория Нагова, Богдан изо всех сил выгораживал царицу и ее братьев. Но он простодушно подтвердил перед комиссией Шуйского, что услышал набат в то самое время, когда сидел за одним столом с дьяком и его сыном. Таким образом, Шуйский получил бесспорные доказательства того, что Битяговский с сыном имели стопроцентное алиби.
В день кровавого самосуда погибли 15 человек. Их трупы были брошены в ров у крепостной стены. К вечеру третьего дня в Углич прибыл отряд правительственных войск. Похмелье прошло, и Нагие поняли, что им придется держать ответ за убийство главного должностного лица, представлявшего в Угличе особу царя.
Накануне приезда комиссии Шуйского Михаил Нагой глубокой ночью собрал преданных людей и велел им раздобыть ножи. Городовой приказчик Раков пошел в Торговый ряд и взял два ножа у посадских людей. Григорий Нагой принес «ногайский» нож. На подворье Битяговского нашли «железную палицу». Когда оружие было собрано, подручные Нагова зарезали в чулане курицу. Они измазали ножи и палицы кровью, нацеженной в таз, и отнесли оружие в ров к обезображенным трупам. Раков заявил комиссии: «Михаило мне Нагой приказал класти к Михаилу Битяговскому нож, сыну ево нож, Миките Качалову нож, Осипу Волохову палицу». Распределение оружия отразило версию злодейского убийства.
Нагие заготовили фальшивые улики, чтобы сбить с толку следователей. Но обмануть комиссию им не удалось. Раков повинился перед Василием Шуйским и поведал ему о ночной проделке Нагих. Михаил Нагой пытался запираться, но немедленно был изобличен. На очной ставке с Раковым слуга Нагова, резавший курицу в чулане, подтвердил показания приказчика. Брат Михаила Нагова Григорий не стал лгать и признался, что достал «ногайский» нож у себя дома из-под замка и участвовал в изготовлении других «улик».
В отличие от вымышленной версии об убийстве версия нечаянной смерти опиралась на подробные и совпадающие показания очевидцев гибели Дмитрия.
В полдень 15 мая царица Мария отправилась обедать, а сына отпустила погулять и потешиться игрой с четырьмя сверстниками. Во время игры царевич погиб. Четыре дня спустя из Москвы в Углич прибыл Василий Шуйский. В основу своих выводов боярская комиссия положила подробные показания Василисы Волоховой. Фактически она была признана главным свидетелем. Объяснялось это достаточно просто. Василиса была хорошо известна при московском дворе. Она пользовалась полным доверием Ивана Грозного и много лет служила при нем постельницей. После его смерти она последовала за вдовой-царицей в Углич. При царевиче Дмитрии Волохова исполняла должность боярыни-мамки. В иерархии дворцовых чинов она стояла неизмеримо выше всех других лиц, непосредственных очевидцев происшествия.
Следователи выяснили, что подле Дмитрия в момент его смерти находились четверо жильцов. Титул «жилец» носили молодые дворяне, охранявшие покои и фактически исполнявшие службу телохранителей при особе монарха или княжича.
Во дворе кремля при Дмитрии находились: Петрушка Колобов, сын постельницы, Баженко Тучков, сын кормилицы, Ивашка Красенский и Гриша Козловский. Когда они предстали перед следственной комиссией, им задали вопрос: «Хто в те поры за царевичем были?» Они отвечали, что на дворе с царевичем были «только они, четыре человеки жильцов, да кормилица, да постельница».
Вдова оставила сына с боярыней Волоховой, постельницей и кормилицей. Почему же мальчики не упомянули имени боярыни? Этот вопрос позволил исследователям усомниться в «доказательной силе» свидетельства очевидцев: «…если «жильцы» не упомянули о Василисе, то они могли «забыть» и о присутствии других лиц» (А. А. Зимин).
Предположение о том, что мальчики хитрили, не находит подтверждения в источнике. Они изложили то, что видели своими глазами. Если они не назвали боярыню, значит, в момент смерти Дмитрия ее не было во дворе. Она отлучилась либо на обед, либо по делам.
Слова ребяток позволяют объяснить поведение царицы. Она передала сына на руки боярыне, которая несла всю ответственность за его жизнь. Волохова принадлежала к кругу самых близких к царице лиц. Но мамка покинула ребенка. За нерадивую службу, стоившую жизни питомцу, царица набросилась на мамку и, ухватив попавшееся под руку полено, стала бить по голове смертным боем. «Окаянная мамка» должна была испить ту же чашу — лишиться собственного сына. Нагая объявила, что Дмитрия зарезал Осип Волохов, что было равносильно смертному приговору.