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.

По поводу денег и вещей неизвестный объяснил, что часы, цепочку и брелок он купил в Одессе, а деньги получил в наследство от отца; относительно же паспорта заявил, что паспорт его и что он действительно Малышев. Подписался же на расписке фамилией Павленко вследствие нежелания заводить с Цукерманом знакомство. Не отрицая, что адреса на конвертах написаны им собственноручно, Малышев утверждал, что послал эти конверты на свое имя, вследствие свойственной его характеру «странности»; объявить же, что содержалось в конвертах, он решительно отказался.

Когда о задержании Малышева сделалось известным начальнику одесского сыскного отделения, последний нашел необходимым проверить — не окажется ли Малышев убийцей Горич и Володкович. Для этого Малышев был отправлен в Одессу, где, как обнаружилось на следствии, он проживал последние три года, занимаясь продажей бумаги из больших магазинов в мелкие лавочки. Для развозки бумаги Малышев нанимал приказчиков с залогом и, не имея собственных средств, пользовался залоговыми деньгами для своих операций. Некоторое время он держал в Одессе кофейню, но дело пошло плохо, и он принужден был закрыть ее.

Часто меняя квартиры, он старался жить без прописки и скрывал от кредиторов свое местопребывание. Не имея никаких средств и испытывая крайнюю нужду, он заложил в ломбарде все имевшее какую-либо ценность имущество и довольствовался углом в комнате, где проживали несколько человек. Сильная нужда неоднократно заставляла Малышева выходить на поденную работу, между тем как прошлая жизнь его протекла в сравнительном довольстве.

Сын железнодорожного подрядчика, он воспитывался в нижегородском реальном училище и, выйдя из 2 класса, служил некоторое время на железной дороге десятником, а затем получил от матери, после смерти отца, несколько тысяч рублей и взял подряд на постройку участка Ливны — Мелмых. После неудачного подряда, проживая полученные от матери деньги, Малышев занимался то писчебумажной торговлей, то продажей кож и, наконец, истратив все деньги, занялся доставкой бумаги в мелкие лавки.

В конце марта 1900 года он скрылся из Одессы и появился вновь только 9 июля, в тот же день купив для себя у одного ювелира дорогие золотые часы.

При расследовании выяснилось, что некоторые из найденных у него золотых вещей раньше принадлежали покойной Володкович. Между прочим, у него же оказались и обломки золотого браслета с латинской надписью: «Per aspera od astra», который был подарен когда-то Володкович княгиней Щербатовой.

В результате подозрение в убийстве Володкович пало на Малышева, и он был привлечен к уголовной ответственности.