5 апреля распоряжением государя дело о покушении было передано Следственной комиссии, учреждённой четыре года назад для расследования особо опасных государственных преступлений. 8 апреля председателем её вместо старика П. П. Ланского был назначен жёсткий, умный и в меру циничный граф М. Н. Муравьёв («вешатель», как прозвали его недруги после подавления польского восстания 1862-63 годов). Арестант был переведён из камеры III Отделения в сверхсекретный Алексеевский равелин Петропавловки. Муравьёв лично участвовал в допросах. А допросы велись непрерывно. Арестанта хоть и не пытали, но не давали спать, держали на хлебе и воде. Добиться результатов удалось не сразу.
Прежде всего – установить личность. Помогли найденные при нём вещи. Откуда стрихнин и морфий? Стали искать, и вышли на ординатора Второго военно-сухопутного госпиталя доктора Кобылина, чьё имя было нацарапано на бумажке, завалявшейся в кармане преступника. В арестанте перепуганный Кобылин опознал своего знакомого, прозывавшегося Дмитрием Владимировым. Владимиров недавно приехал из Москвы, по каким-то причинам не имел паспорта; Кобылин приютил его и помог устроиться в гостиницу. В какую? В «Знаменскую», возле Николаевского вокзала. За несколько дней до покушения Владимиров зашёл к Кобылину, и, жалуясь на сильные боли, попросил выписать морфия и почему-то стрихнина. Что Кобылин и сделал.
Прислуга из «Знаменской» подтвердила: да, это жилец 65-го нумера, вот уж несколько дней как пропавший. Сделали обыск в комнате – нашли письма. По ним установили некоторых московских знакомых арестанта. Их задержали, допросили. И выяснили настоящее имя преступника.
Дмитрий Владимирович Каракозов. Родился в 1840 году в селе Жмакино Сердобского уезда Саратовской губернии. Отец – мелкий служащий с сомнительным дворянством, мать – мещанка, урождённая Ишутина (эта фамилия скоро замелькает на страницах следственного дела). Оба родителя, к счастью, умерли, позора и горького сожаления о сыне-цареубийце не изведали. Дмитрий окончил Пензенскую гимназию, в 1861 году поступил в Казанский университет на юридический факультет, через два месяца был оттуда исключён за участие в студенческих беспорядках, некоторое время работал письмоводителем у мирового посредника, в 1863 году вновь принят в Казанский университет, но через год перебрался в Московский. Там вошёл в кружок студентов, возглавляемый его двоюродным братом Николаем Ишутиным (неотправленное письмо, отобранное при аресте, адресовано именно ему). Со многими членами кружка Каракозов был знаком по Пензенской гимназии. (Заметим: учителем в этой гимназии был Илья Николаевич Ульянов… Но следствию эта фамилия, за четыре года до рождения в семье Ульяновых сына Володи, ничего, естественно, не говорила).