30 июля Колчаком была назначена следственная комиссия, её возглавил следователь А. Намёткин. Через неделю исполняющий обязанности прокурора Екатеринбургского окружного суда Кутузов, считая, что Намёткин ведёт дело неэнергично, передаёт его в руки молодого следователя И.А. Сергеева. 4 января 1919 года прокурор предложил Сергееву изъять из Екатеринбургской телеграфной конторы все подлинные телеграммы большевиков. Таким образом, в руках следствия оказались шифровки телеграмм переписки Уралсовета с Москвой. В начале февраля 1919 года следствие было передано Н.А. Соколову — следователю по особо важным делам. Генерал М.К. Дитерихс, начальник штаба Чехословацкого корпуса, курировавший расследование убийства царской семьи, характеризовал Соколова как чрезвычайно энергичного и талантливого следователя.
Действительно, когда в конце 80-х годов в Советском Союзе в самиздате появились материалы "Предварительного следствия, произведённого судебным следователем по особо важным делам Н.А. Соколовым по делу об убийстве отрёкшегося от Престола Российского Государства Государя Императора Николая Александровича…", многие были поражены дотошностью следствия. Был охвачен огромный круг свидетелей, включая и тех, кто находился внутри Ипатьевского дома, и тех, кто имел хоть какое-то отношение к "дому особого назначения". Все комнаты дома Ипатьевых были детально описаны. Таким же образом поработала комиссия на месте сожжения тел у Ганиной ямы, где употреблялось даже просеивание земли.
Всего было собрано 50 ящиков с документами и уликами. После захвата красными Екатеринбурга 15 июля 1919 года до Владивостока добрались 29. Именно Соколов обратил внимание на ряд необычных обстоятельств убийства. К ним относятся следующие: большое количество кровавых пятен в подвале дома и находки, сделанные на месте сожжения тел, свидетельствовали о том, что помимо расстрела имели место иные действия с телами жертв. Об этом отчасти говорили и свидетельские показания людей, имевших непосредственное отношение к расстрелу. При рассказе об обстоятельствах убийства они впадали как бы в шоковое состояние. Обратил внимание Соколов и на еврейский след, а точнее, как мы увидим позже, каббалистический след в убийстве Царской семьи. В камине Ипатьевского дома был найден обрывок печатного бланка на еврейском языке. На обрывке читается "Пролетарский… Орган Центрального комитета еврейской коммуннис… Редакция Москва, Варварка, частное домовладение 7/9 №…". К непосредственному исполнению преступления и организации его сокрытия Соколов относит Якова Свердлова, Петра Войкова (Вайнера), Шаю Голощёкина, Янкеля Юровского. Отмечен был также приезд в Ипатьевский дом накануне убийства некоего еврея "с чёрной как смоль бородою" в сопровождении неместных чекистов. С ним связал Соколов появление на стенах Ипатьевского дома надписей, резко выделявшихся из похабных граффити, оставленных полуграмотными охранниками. Первая надпись — парафраз из Гейне на немецком языке с умышленными орфографическими отклонениями: "В эту самую ночь Валтасар был убит своими подданными" / "Belsatzar ward in selbiger Nacht Von seinen Knechten umgebracht". Вторая — три буквы, предположительно из еврейского, самарянского, греческого алфавитов с вертикальною чертою и написанными под ними тем же почерком цифровыми рядами. Приведём один из этих рядов: 148467878 р — чтобы отмести расхожую версию о записях взаиморасчётов охранников — как-то многовато. Первая и вторая надписи были сделаны разною рукой. И если для первой надписи оппоненты Соколова нашли автора — некоего латыша из расстрельной команды, то вторая трактуется как каббалистическая. Примерный смысл разнообразных трактовок следующий: Глава государства, глава церкви, глава народа казнён. Обратил внимание следователь Соколов и на свастику, начертанную рукой императрицы в оконном проёме своей комнаты с надписью 17/30 апр.1918 г.
Покинув Россию, в Харбине Н.А. Соколов обратился к английскому дипломатическому представителю с просьбой помочь переправить свой груз в Европу. Тот телеграфировал в Лондон. Ответ дал лично Ллойд Джордж — прекратить всякие отношения с Соколовым, предоставив его самому себе. Помог переправить материалы следственного дела в Париж французский генерал Жанен. 16 июня 1920 г. Соколов прибыл в Париж. Там же он предоставил письменный отчёт матери Николая II Марии Фёдоровне. Смысл его сводился к тому, что никто из членов императорской семьи не спасся, вопреки различным легендам, ходившим в белоэмигрантской среде.