«…10 октября [1941 года] в командование войсками этой [т. е. 43-й] армии вступил генерал Акимов, а 16 октября последовал арест Собенникова.
До февраля 1942 года Пётр Петрович находился под следствием, в ходе которого следователи пытались доказать его принадлежность к военно-фашистскому заговору, якобы существовавшему, и вскрытому в РККА в 1937–1938 годах, то есть совершению контрреволюционных преступлений, предусмотренных статьями 58–16 и 58–11 УК РСФСР. Однако, в силу слабой объективной доказанности предъявленного ему 9 ноября 1941 года обвинения по указанным статьям, неудачные оборонительные бои в первые месяцы Великой Отечественной войны частей и соединений возглавляемого им Северо-Западного фронта, а затем 43-й армии Резервного фронта были дополнительно квалифицированы как преступные. 28 января 1942 г. ему было предъявлено новое обвинение, в котором к статьям 58–16 и 58–11 УК РСФСР ему был дополнительно инкриминирован пункт «б» статьи 193-21 УК РСФСР, предусматривавший уголовную ответственность «за самовольное отступление начальника от данных ему для боя распоряжений, совершённое не в целях способствования неприятелю, но вопреки военным правилам».
Расследование дела проводилось с существенными нарушениями законности, свидетельствующими о необъективности органов предварительного следствия. В частности, арест Собенникова фактически был произведён Управлением особых отделов НКВД СССР с согласия представителя Ставки Верховного Главнокомандования Льва Мехлиса по подозрению в совершении преступлений, предусмотренных статьями 58–16 и 58–11 УК РСФСР, а с постановлением об избрании меры пресечения в виде содержания под стражей арестованный ознакомлен был только 8 ноября 1941 года. При этом согласно протоколам, имеющимся в уголовном деле, допросы Собенникова проводились до возбуждения уголовного дела 10 и 13 октября 1941 года. Постановление о предъявлении Собенникову обвинения по статьям 58–16 и 58–11 УК РСФСР, датированное 8 ноября 1941 года, объявлено ему было только 22 ноября 1941 года.
Допрос обвиняемого по существу обвинения не проводился, Собенников был допрошен только лишь о своей биографии, круге знакомых и характере взаимоотношений с ними. В период с 8 ноября по 31 декабря 1941 года по делу не проведено ни одного следственного действия. 19 декабря 1941 г. в связи с ходатайством следователя срок следствия и содержания обвиняемого под стражей продлён до 16 января 1942 года. При этом в ходатайстве о продлении указано, что Собенников обвинение в участии в антисоветском военном заговоре и проведении вредительской работы, направленной на поражение Красной армии в войне, не признал, подтвердив лишь, что «благодаря его преступной деятельности противнику удалось рассеять части 43-й армии и совершить прорыв». Однако на судебном заседании 6 февраля 1942 года при рассмотрении его уголовного дела Военной коллегией Верховного суда СССР Собенников пояснял, что как командующий Северо-Западным фронтом, а затем 43-й армией, он нёс ответственность за все поражения, которые понесли его части. В ходе следствия ему пришлось «воевать» со следователем за каждую формулировку своих показаний. Все недостатки в управлении войсками Северо-Западного фронта и 43-й армии имели место, но они были вызваны не предательством и не трусостью со стороны командующего или кого-либо из его подчинённых, а явились результатом удачного наступления превосходящих сил немецких войск, беспрерывной бомбёжки его авиации.