Трефу дали ещё раз обнюхать найденную им юбку, и Дмитриев приказал ему искать. Пёс, покружив по двору, повёл Дмитриева в огород, начинавшийся за домом Гришаева, а потом, через дыру в ограде, вывел в поле, за деревню. Пройдя немного полем, пёс повернул на дорогу, ведшую к соседней деревне Малышевой. Добежав до околицы этой деревни, Треф долго обнюхивал дорогу, но снова взял след и уверенно привёл запыхавшихся сыщиков, едва за ним поспевавших, к дому, где жила крестьянка Самонова. Пёс стал бросаться на дверь.

По требованию полиции Самонова впустила собаку, и пока Треф обнюхивал все углы в доме, с хозяйки учинили допрос, на котором она показала, что несколько дней назад к ней действительно заходили трое нищих, до того случая несколько раз ночевавших у неё в доме. «Звать их Сашка да Васька Рябые, а с ними баба была, Агашкой кличут», — сообщила Самонова сыщикам. Услыхав эти имена, бронницкие полицейские переглянулись между собой: эту шайку уже давно подозревали в совершении нескольких краж и грабежей, но всякий раз они умели ловко скрыться. Бродяги нигде долго не задерживались, что крайне затрудняло их поимку: пойди, поищи ветра в поле! Со слов Самоновой, эта компания побыла у неё недолго, куда они ушли, хозяйка дома не знала или знала, но полицейским не сказала.

Тем временем Треф что-то учуял и прямо от дома Самоновой повёл полицейских к казённой винной лавке. Покрутившись подле лавки, пёс побежал дальше по улице, но вскоре остановился возле одного ничем не примечательного места и стал лаять. Крестьяне, с любопытством наблюдавшие за происходившим, пояснили: «Аккурат на сём месте, ден несколько тому назад, точно, было дело, стояли два мужика и баба, оборванцы бродячие, часто здеся таскаются: Сашка с Васькой, а при них баба, одна на двоих, Агашкой кличут. Пили они водку, да не как обычно, а прямо как благородные господа: не пожелав выкушать из горлышка, купили у Ефима Боголюбова кружку. Тридцать копеек отвалили за посудину, дороже чем за водку! Во как». Пока крестьяне рассказывали об этом происшествии, Трефа Дмитриеву пришлось взять на ремень — пёс рвался бежать по следу. Тем временем позвали Ефима Боголюбова, возле дома которого оборванцы выпивали несколько дней назад. Он подтвердил, что продал им кружку и добавил, что промеж себя Сашка с Васькой перемолвились о том, что, дескать, надо бы поскорее из этих мест уходить.

Когда дрожавшего от нетерпения Трефа проводник спустил с ремня, тот так быстро побежал по следу, что угнаться за ним не было никакой возможности, да и сыщики уже от такой длительной погони порядком устали. Пришлось спешно нанять в Малышевой лошадь с санями и ехать вдогон четвероногому коллеге.

Нагнали они его лишь на околице следующей деревни, Петровской. Там Треф долго бегал между домов, не оставив без внимания ни один. Наконец он уверенно облаял три дома, хозяева которых, будучи опрошены полицейскими, подтвердили, что к ним заходили трое нищих бродяг, просились на ночлег, но так как выглядели они подозрительно и были пьяны, никто их не впустил. Из Петровской погоня, вслед за Трефом, пошла по берегу речки Гжелки и вышла к железной дороге. Пробежав вдоль её полотна около 10 вёрст, Треф перешёл на другую сторону дороги. Здесь он пробежал ещё немного и, спустившись с насыпи, повёл людей в сторону деревни Литвиновой, находящейся в 18 верстах от Бронниц и 5 верстах от железнодорожной станции. В Литвиновой он нашёл ещё два дома, в которые заходили убийцы, но и там их уже не было.

Так, от деревни к деревне, Треф вёл погоню, обнаруживая невидимые следы присутствия шайки. В общей сложности в тот день он проделал 115 вёрст и вымотался совершенно. Люди тоже выбились из сил. Было решено изменить способ поиска: собака помогла определить имена преступников, отыскать и арестовать их должны были люди. Отряд вернулся в Бронницы, откуда по всей округе были разосланы приметы преступников и их предположительный маршрут: судя по направлению их движения, к этому времени они должны были проходить через Богородский уезд.

Горячо поблагодарив Дмитриева и его питомца, бронницкие полицейские усадили их в поезд, отправлявшийся в Москву, так что окончание этой истории они узнали из служебных рапортов и газетных отчётов.

После того как приметы убийц Гришаева были получены приставом 4-го стана Богородского уезда, он командировал на розыски шайки урядника, который, опросив нищую братию, выяснил, что оба Рябых и Агашка действительно совсем недавно проходили этими местами и собирались идти в Павловский Посад. Урядник отправился туда, но в Посаде их уже не застал, убийцы ушли из города. Расспросив «людей перехожих», заседавших в трактирах и чайных, урядник нанял в Посаде лошадь и выехал в направлении Богородского уезда, продолжая расспрашивать встречных о трех бродягах. Поздно вечером он въехал в большую деревню Томилино, что была в 15 верстах от Богородска, от неё до границы с Владимирской губернией, куда предположительно направились странники, оставалось не более 10 вёрст. Урядник посчитал, что, дойдя ближе к ночи до Томилина, нищие непременно останутся там, соблазнённые трактирами и ночлежными домами. Он стал последовательно обходить соответствующие заведения, и в одной из ночлежек застал Агашку и Сашку Рябого, которых немедленно арестовал и отправил в Богород-скую тюрьму. При обыске у нищих нашли 19 рублей — остаток той суммы, что они захватили в доме убитого ими Гришаева. Куда подевался третий участник преступления, Васька Рябой, так и осталось неизвестным, но шайке грабителей и убийц, долгое время остававшейся неуловимой, пришёл конец. Все без исключения отдавали пальму первенства в раскрытии этого преступления четвероногому сыщику Трефу, сразу же превратившемуся в «звезду сыска». Ему можно было доверять даже больше, нежели его двуногим коллегам: он гораздо реже ошибался и никогда не брал взяток. Будучи совершенно беспристрастным, он служил только Закону и Истине, что людям всегда даётся гораздо тяжелее.

Зима 1909—10 года выдалась для Дмитриева и Трефа очень напряжённой. Они много работали и продолжали участвовать в показательных выступлениях, где неизменно получали первые призы. Так, 6 декабря 1909 года Треф в московском Манеже соревновался с полицейскими-овчарками. В программе состязаний были упражнения на силу и выносливость: нужно было прыгнуть с большим грузом в зубах через двухаршинное препятствие, что Треф проделал легко. Но особенно всех поразило то, как ни разу не сбившись, он отыскал «вора» в толпе, присутствовавшей на выставке-соревновании. «Вор», в специальном костюме, «наследив», долго крутился в толпе, путая след, а потом укрылся в конторе выставки. Треф спустя некоторое время с лёгкостью отыскал его там и «зафиксировал» так, что Дмитриеву пришлось потрудиться, прежде чем он сумел оттащить своего питомца. Первая премия опять была присуждена Трефу.

Меньше чем через две недели после этой победы, 18 де-кабря 1909 года, Дмитриева и Трефа в составе специальной группы московских сыщиков срочно вывезли в Коломну. Там, прямо на рабочем месте, был убит начальник локомотивного депо, инженер-технолог Трофимов. Убийство произошло утром, а Треф со своим проводником прибыл в Коломну лишь вечером и сразу приступил к работе. Покрутившись в мастерских, четвероногий сыщик взял след. Он повёл людей к так называемым «железнодорожным домам», группе бараков, стоявших неподалёку от депо. Отсюда он побежал к ближайшему селу Боброво, затем через железнодорожные пути к машинострои-тельному заводу, но и там не задержавшись пошёл по следу обратно к депо. Коломенские полицейские и московские сыщики предположили, что пёс отработал первоначальный маршрут убийцы. Трефу предъявили всех рабочих мастерских, бывших там в момент убийства — их было 12 человек. Пёс, обнюхав всех, облаял троих рабочих, и их немедленно арестовали по подозрению в общении с убийцей.