Свидетели подробно рассказывали о знакомстве Марии с Федором, об их совместной жизни и выезде из Дружковки на Кубань.
В ходе следствия было установлено, что Сычев Федор после освобождения из мест заключения полезным для общества трудом не занимался. Он знакомился с одинокими женщинами, входил в доверие, а потом грабил.
В конце 1953 года Сычев проживал на хуторе вблизи города Павлограда. Там он встретил Петренко Матрену, с которой стал сожительствовать. Она оказалась доверчивой женщиной. Федор предложил продать ее дом и вещи, чтобы выехать жить на Курильские острова. Та согласилась. Сычев купил ей билет. За несколько минут до отхода поезда он взял чайник и сказал Матрене: «Я на дорогу кипяточку». — Как вышел из вагона, так больше и не вернулся. Матрена уехала на заработки, а ее деньги, вырученные от продажи дома, остались в кармане у Сычева.
Приехав в Дружковку, Сычев познакомился с Марией Тимошенко, которую убил ради ограбления.
В кабинете Антонова лежали вещи, изъятые при обыске в доме матери Федора Сычева и его сестры. Они принадлежали Марии. Важное показание дала портниха. Она рассказала, как к ней пришел Федор Сычев и потребовал возвратить платье, которое заказывала Мария.
— А почему она не пришла? Ведь надо примерить платье, — спросила портниха.
— Она решила сама дошить его, — ответил Сычев.
Сычев после убийства Марии продал швейную машину. Дубогрызов разыскал женщину, которая купила ее. Та женщина хорошо знала Федора. Она удивилась:
— Зачем же ты, Федя, продаешь швейную машину? Ведь Мария сама умеет шить.
На это Сычев ей ответил:
— Мы уже купили новую.
Следствие располагало и другими косвенными уликами.
Допросили в качестве свидетельницы и мать Сычева. Она слепо верила сыну, а тот ее обманывал на каждом шагу. В милиции посочувствовали горю этой женщины и отпустили домой.
Сычева допрашивал Антонов с участием Бутенко. Преступник, войдя, медленно осмотрел кабинет и уставил пристальный взгляд на Бутенко.
— Расскажите о своей трудовой деятельности, — предложил Антонов, обращаясь к Сычеву.
Тот не торопясь стал рассказывать о своей учебе и работе на болтовом заводе, на транспорте. Потом за кражу коровы отбывал наказание. Говорил о своей болезни, указывал больницы, в которых приходилось ему лечиться... Сычев явно старался увести следствие по ложному пути.
Четыре дня допрашивали Сычева, проверяли его показания. Медленно и неотвратимо факты и свидетельские показания припирали преступника к стенке. Бутенко спрашивал:
— Вы склонили Горпину Смалько взять расчет на станции, где она работала, продать дом и ее имущество. Вы предлагали ей выехать в Таганрог. С какой целью?
— Да, я предлагал, я хотел с нею жить, но она не согласилась. У нее был любовник, я ревновал ее к нему.
— Вы знаете Тимошенко Марию Ивановну?
— Да, это моя бывшая жена. Но она сбежала от меня еще здесь, в Дружковке. Уехала неизвестно куда. Где она сейчас — не знаю.
Майор Бутенко принял решение: продолжать поиски свидетелей, которые видели Марию Тимошенко и Сычева в день отъезда из Дружковки на Кубань.
Дубогрызов начал с вокзала. Он установил дежурную смену, которая несла службу на станции Дружковка в день отъезда Марии с Федором. Это задание было выполнено сравнительно легко. Лейтенант встретился с кассиршей, которая хорошо знала Марию. Женщина вспомнила, что та брала у нее билеты. Затем, когда подходил поезд, кассирша зачем-то вышла на перрон, столкнулась с Марией, и та познакомила ее со своим мужем. Кассирша уверяла, что она хорошо запомнила личность Сычева. Мария брала два билета до Ростова.
Оперативная группа уголовного розыска выехала в Ростов и Батайск, чтобы установить, куда могли направиться дальше Мария и Сычев. Предъявляя фотографии, Дубогрызов опросил всех работников станции от начальника до буфетчицы. Каждый говорил одно: не помню, не знаю ничего.
Из Батайска работники уголовного розыска разъехались по промежуточным станциям до Кущевки.
Дубогрызову досталась Кущевка. Буфетчица, с которой он начал опрос, внимательно посмотрел на фотографию и сказала:
— Женщину не видела, а этого мужчину я хорошо запомнила.
— Можете ли рассказать о нем поподробнее?
— Было это уже поздно, за двенадцать. Я собиралась уходить домой, как вдруг зашел этот человек. Попросил: «Дайте мне бутылку вина и банку консервов...» Я подала ему. Гляжу, он хлопает по карману, жмется. Потом и говорит: «Простите, у меня нет денег. Я оставлю в залог эту брошь. Она золотая. А завтра я принесу деньги. Не сомневайтесь». Оставив брошь, ушел и больше не возвращался...