Первоначально все принятые полицией меры к обнаружению таинственного убийцы не привели ни к какому результату. Предполагалось, что убийство Горич было совершено на романической основе или из мести, ввиду чего была расследована прежняя жизнь покойной и все ее отношения с родными, близкими и случайными знакомыми. Однако все розыски в этом отношении установили только одно, — убийство могло быть совершено лишь лицом, желавшим воспользоваться имуществом покойной.
Через три месяца после этого снова в купе 1-го класса почтового поезда, шедшего из Одессы в Киев, утром найдена была убитая пассажирка. На этот раз жертвой преступления сделалась дворянка София Володкович. Труп ее лежал на диване, тщательно прикрытый пальто и платком. Ремни у саквояжа, бывшего у Володкович на перевязи, были перерезаны ножом, причем саквояж, в котором находились деньги и заграничный паспорт, оказался пустым. Ручной кожаный сак был разрезан ножом, а деревянная шкатулка, где хранились драгоценные вещи, была взломана. В этом же купе были найдены перочинный нож, воткнутый в спинку дивана, и откупоренная бутылка минеральной воды, которою убийца, по-видимому, вымыл окровавленные руки, оставив на полу лужу воды, смешанной с кровью. Горевший в купе фонарь «жазался завешенным принадлежавшей убитой Володкович кофтой. Вся обстановка купе представляла следы убийства с целью грабежа.
Судя по вскрытию трупа Володкович, она была убита без сопротивления и борьбы с ее стороны. Одна из пяти ран на ее голове была нанесена тяжеловесным орудием вроде молотка или куска железа, и на месте удара образовалось в черепе отверстие. Рана эта, сама по себе, безусловно, смертельная, повлекла за собой моментальную смерть. На груди и спине Володкович оказались 14 колотых ран, длиною от 1 до 2 сантиметров, причем одна из них проникала сквозь левое легкое. По мнению врача, производившего вскрытие трупа, все эти раны были причинены узким кинжалом в виде стилета, длиною не менее 15 сантиметров.
Из осмотра документов, найденных в купе, выяснилось, что покойная Володкович принадлежала к богатой дворянской польской семье и постоянно проживала в городе Кракове. В Одессе она гостила у родственников и, отправившись вечером 8 июля на станцию Гайсин к своим знакомым, в имение помещика Ярошинского, ехала в отдельном купе, которое заперла на ключ. В дороге при ней находилось около 7 000 рублей наличными и 3 выигрышных билета 1-го и 2-го займов.
В тот же день, около 5 часов утра, ее пропавший из саквояжа заграничный паспорт был найден в двух верстах от станции Затишье, возле рельсов правого железнодорожного пути на Киев.
Обстоятельство это, в связи с тем, что на станции Перекрестово, ближайшей к северу от Затишья, почтовый поезд скрещивается с пассажирским поездом, идущим с севера в Одессу, невольно привело к выводу, что убийство Володкович было совершено на перегоне между станциями Ивановка и Затишье и что убийца вскоре после совершения убийства пересел на встречный пассажирский поезд.
20 июля того же года в городе Николаеве в магазин золотых вещей Цукермана явился неизвестный молодой человек и предложил купить у него лом золотых изделий. Сойдясь с Цукерманом в цене по 2 рубля 60 копеек за золотник, неизвестный выдал ему расписку о продаже золота и расписался на ней «Николаем Ивановичем Павленко».
Поведение незнакомца во время продажи золота показалось Цукерману подозрительным, ввиду чего он поспешил послать одного из своих приказчиков в полицейскую часть.
В магазин немедленно же явился околоточный надзиратель, и на его расспросы незнакомец объяснил, что он паспорта не имеет, а золото разновременно приобрел на Кавказе.
Арестовав продавца золота, надзиратель нашел у него 365 рублей наличными деньгами, перевод николаевского отделения Государственного банка от 20 июля в Москву на 1 700 рублей, клочок бумаги со списком бриллиантов и других драгоценных камней, часы, золотую цепочку с брелоком, усыпанным бриллиантами и рубинами, паспорт нижегородской мещанской управы на имя Петра Алексеева Малышева и разные заметки, векселя и расписки. Кроме этих вещей, у задержанного оказались 2 пустых вскрытых конверта на имя Петра Алексеева Малышева, которые он по дороге в полицейскую часть выбросил на улице. Конверты эти были с заказных писем с адресом до востребования — один в Николаев и другой в Одессу. Первый был сдан в Батуме и получен в Николаеве 15 июля, а второй — в Одессе 14 июля городским письмом. Адрес на обоих конвертах оказался написанным рукою задержанного незнакомца.