На следующий день, 2 марта, от одного из лиц, арестованных 27 февраля 1881 года по подозрению в покушениях на царя, совершенных в 1879–1880 годах, – Андрея Ивановича Желябова – поступило заявление, в котором он требовал «приобщить» его к делу 1 марта: «…если Рысакова намерены казнить, было бы вопиющей несправедливостью сохранить жизнь мне, многократно покушавшемуся на жизнь Александра II и не принявшему физического участия в умерщвлении его лишь по глупой случайности». Впоследствии следствие и суд установят, что именно Желябов являлся одним из лидеров террористов.
Позднее, в период с 3-го по 17 марта, были задержаны еще четыре человека, подозреваемых в совершенном преступлении: мещанка Геся Мировна Гельфман, крестьянин Тимофей Михайлов, дворянка Софья Львовна Перовская (дочь бывшего губернатора Санкт-Петербурга Льва Николаевича Перовского) и сын священника Николай Иванович Кибальчич. Таким образом, по подозрению в причастности к цареубийству было задержано шесть человек.
Уже через 25 дней после совершенного преступления по окончании следствия над задержанными состоялся суд. Уголовно-процессуальные нормы того времени не регламентировались сроками проведения следствия, но столь краткие сроки следствия можно объяснить прежде всего резонансностью дела, а также скорым задержанием подозреваемых лиц и признанием ими своей вины.
Согласно принятым в период проведения Александром II Судебной реформы судебным уставам (1864 года), государственные преступления могли рассматриваться в общем порядке уголовного судопроизводства – либо судебными палатами, либо (по высочайшему повелению царя) Верховным уголовным судом. Следует отметить, что дела по обвинению Соловьева и Каракозова по распоряжению Александра II рассматривал именно Верховный уголовный суд, который, нужно сказать, не был постоянно действующим судебным органом, а учреждался по мере необходимости по особому императорскому указу и состоял из председателя Государственного совета, председателей департаментов совета и первоприсутствующих в кассационных департаментах Правительствующего сената. Уставом уголовного судопроизводства 1864 года дознание (так же как и предварительное следствие) было возложено на членов судебных палат и судебных следователей, за которыми был установлен прокурорский надзор. Однако ряд проведенных политических процессов заставил власти внести изменения в процессуальные нормы, и с 19 мая 1871 года производство дознания по делам о государственных преступлениях было передано Отдельному корпусу жандармов. Согласно изменениям, внесенным 7 июня 1872 года в Устав уголовного судопроизводства, производство по делам о государственных преступлениях также становилось подсудно вновь созданному специальному органу – Особому присутствию Правительствующего сената. Девятого августа 1878 года был принят закон «О временном подчинении дел о государственных преступлениях и о некоторых преступлениях против должностных лиц ведению военного суда, установленного для военного времени», согласно которому военным судам передавались дела о государственных преступлениях, сопряженных с вооруженным сопротивлением властям.
Таким образом, как мы видим, дело о цареубийстве могло было быть передано на рассмотрение нескольких судов в зависимости от решения царя. Высочайшим указом взошедшего на престол Александра III дело об убийстве Александра II было передано на рассмотрение Особого присутствия Правительствующего сената для суждения дел о государственных преступлениях.
Особое присутствие Правительствующего сената для суждения дел о государственных преступлениях в соответствии со ст. 1059, 1061 Устава уголовного судопроизводства было составлено из первоприсутствующего и пяти сенаторов, назначенных высочайшей властью. Учитывая характер дела (государственное преступление), к Особому присутствию Правительствующего сената были присоединены один из губернских предводителей дворянства, один из уездных предводителей дворянства, один из городских глав губернских городов Европейской России и один из волостных старейшин Санкт-Петербургской губернии.