Пристав Серпуховской части Ребров, будучи не менее Замайского известен в Москве как ловкий сыщик, повёл своё расследование этого дела. Его людям удалось выяснить, что в доме Корчагина действительно жил человек, у которого водились деньги: отставной штабс-капитан Гринченко. Его комнаты выходили в тот же коридор, что и комната, снятая Зельцером. Отставной офицер занимался денежными операциями и держал у себя на дому крупные суммы. Дверь его квартиры действительно была снабжена сложной системой запоров, которая в точности походила на описанную Зельцером. Гольдштейн сознался, что снабдил Исайку инструментами взлома — тот пришёл к нему накануне кражи, когда у того собралась компания. Они ушли в соседнюю комнату, и Хука отдал ему долото и два бурава. Зельцер пожаловался ему, что подобрать ключи к замкам Неронова не удалось. Гольдштейн отрицал, что он «навёл» Зельцера на квартиру, но свой рассказ об обстановке в доме Неронова в присутствии Толстищева, когда они как-то раз пили на квартире Лессельроде, он припомнил.

Нашлись свидетели, видевшие Зельцера и Толстищева вместе, и тот факт, что сыщик содержал вора, подтвердили, поскольку Маленький Лекок имел неосторожность пожаловаться, что для этого ему пришлось заложить свои часы, но он сообщил своему напарнику, Юрке Байструкову, что дело того стоит.

Скоро Реброву донесли, что некоему Залману Генеткену предложили стать посредником в передаче взятки Зельцеру. Генеткен пришёл по своим делам в лавку Поспехина, что помещалась на Сретенке напротив трактира Московского. Хозяин лавки в разговоре с ним спросил, не желает ли он «принять на комиссию одно дельце». «Что за дельце?» — спросил Генеткен. «Да надо сходить в тюрьму, свидеться там с неким Павлом Добровольским, который содержится там за кражу в доме Неронова, и передать несколько слов арестанту». Генеткен спросил, кому это нужно. «Толстищеву, — ответил хозяин, — он у меня брал для этого Добровольского бельё и другие вещи и не за все рассчитался». Генеткен сказал, что сначала нужно ему поговорить с человеком, прежде чем решать, лезть ему в это дело или нет. Тем же вечером в лавке Поспехина Толстищев и Генеткен сошлись, и сыщик повёл его в свою «штаб-квартиру», в трактир Московского. Там он напоил Залмана водкой и объяснил задачу: надо уговорить Добровольского не впутывать в это дело его, Толстищева. За это он готов был устроить арестанту обеспеченную жизнь. Генеткен спросил: «Сколько мне будет, если я уговорю его?» Толстищев посулил четвертную. Генеткен только засмеялся. Толстищев предложил 100, сказав, что готов отдать и две тысячи, «лишь бы развязаться с этим делом». Он пояснил, что Зельцер, который сидит как Добровольский, надул его: денежки спёр и скрылся, а он ведь его беглого принял, содержал на свой счёт, на дело «навёл» и помог в тот дом «протыриться». После того как Зельцера арестовали, он уже ничего для него сделать не может, а тот задумал и его погубить! Всех этих сведений оказалось достаточно для того, чтобы Толстищева арестовать, что и было сделано.

За Генеткеном стали следить, но тот, видимо, имел какие-то свои «ходы» в тюремном замке, поскольку сам он туда не наведался, но Зельцер вдруг резко изменил свои показания, заявив, что он оговаривал Толстищева. Судя по всему, старые приятели все же договорились между собою. Но и полицейские были не лыком шиты: «подсадные» доложили, что между Зельцером и волей идёт оживлённая переписка. Оказалось, что в тюремный замок передачи носила жена Толстищева и письма Зельцеру передавала она. Выждав, когда Зельцер получил очередную передачу, 24 ноября 1878 года в его камере внезапно произвели обыск и обнаружили письмо, в котором оговаривались их совместные с Толстищевым показания: «Николай уже научен говорить так, как ты писал прежде, и следователь уже согласен выпустить его под залог в пять тысяч рублей». У Зельцера же изъяли уже готовое письмо, адресованное «Наталье Михайловне Кудрявцевой, в Рогожской части, 8-й квартал, собственный дом, для передачи Николаю Петровичу».

Кудрявцева была служащей при секретных нумерах тюремного замка. Это через неё шла переписка арестантов, их родных и ходатаев, через неё же жена Толстищева засылала в тюрьму мужу и Зельцеру чай, сахар, бельё. На допросе жена Толстищева призналась, что дважды навещала Зельцера в тюремной больнице. Там он передал в её распоряжение рукопись статьи, которую Толстищева должна была пристроить в одну из газет, чтобы таким образом «надавить на следствие». Статья была озаглавлена «По поводу беспорядков в нашем судопроизводстве» и содержала в себе изложение хода следствия по нескольким делам, разбиравшимся в тот момент. Автор представил дело так, словно все арестованные по этому делу совершенно невиновны и являются жертвами судебно-полицей-ского произвола. В качестве же главного примера приводились факты из дела о краже в доме Неронова.

После этой попытки «развалить дело» и сговора между арестованными попавшийся с поличным Исайка в очередной раз изменил показания и снова все стал валить на Толстищева. Из-за увёрток обвиняемых следствие по этому делу затянулось. К тому ж потребовалось получить множество бумаг из самых разных мест, где успели «наследить» молодцы, попавшие в руки правосудия. Так, в конце июня 1879 года из Киева пришло подробное досье на Толстищева, в котором была отражена вся его воровская карьера. Судился он за кражи и укрывательство краж в 1867 и 1869 годах, в первый раз отделался штрафом, а во второй раз сел на четыре месяца в тюрьму. В 1872 году он был судим киевской Палатой уголовного суда по обвинению в кражах со взломом и грабеже, а также проживании по чужому паспорту, выписанному на имя «турецкоподданного Михайлова». Доказать его вину в кражах и грабеже не смогли, «оставив в подозрении», а за проживание по чужим документам он получил четыре месяца работ. Но уже в 1873 года попался вновь на краже и снова сел на три месяца. Такое же досье прислали и на Исаака Зельцера, и на третьего участника дела, подданного Румынии Хуку Гольдштейна, члена шайки воров и грабителей, которой руководила легендарная Золотая Ручка.

В суд это дело поступило только в ноябре 1879 года, и на 23-е число было назначено первое слушание. В качестве свидетеля по этому делу выступал и надзиратель Замайский, который попытался спасти своего агента. Он доказывал, что все показания воров есть «заговор нескольких евреев с целью погубить сыщика, который пользы приносит много больше, нежели вреда». Однако все было напрасно. После перерыва, сделанного для обеда, заседание возобновилось. Присяжный поверенный, защищавший Зельцера, заявил, что в перерыве к его подзащитному подходил Генеткен и дал ему половину сторублевой бумажки, переданной от Толстищева, пообещав вторую половину передать в острог, по окончании процесса, если Зельцер отзовёт свои показания о соучастии Толстищева. Сыщик заявил, что это провокация, подстроенная людьми Золотой Ручки, но его не стали слушать.

В последний день процесса Толстищев решил «давить на слезу». В своём последнем слове он, обращаясь к присяжным и судьям, сказал так: «Вот все говорят, что я советовал да организовывал для Зельцера… Да разве я этому „обер-плуту“ и „королю острога“ советчик? Да он и без меня все что нужно может сделать! И к какому бы сроку вы меня ни приговорили, для меня это все равно что смертная казнь: как кинут меня в общую камеру, так все, мне конец. Ведь в этом зале на местах для публики, наверное, треть сидит тех, кого раньше арестовывали с моей помощью. Найдутся те, кто зашлёт денег в острог, предупредят, чтобы ждали меня, а там расправа будет коротка — накроют халатами, а потом скажут „была обоюдная драка“.

Присяжные долго совещались. К единому мнению они пришли только в 3 часа ночи с 24 на 25 ноября, объявив, что Зельцер виновен по всем пунктам обвинения. Толстищев и Гольдштейн также виновны, но заслуживают снисхождения. Суд вынес приговор: Исаака Зельцера, как беглого каторжника, подвергнуть наказанию плетьми, нанеся ему 30 ударов, после чего сослать в каторжные работы на сибирские заводы. Толстищева приговорили к отправке в арестантские роты сроком на три года. Это означало, что он должен будет отбывать наказание в гражданском отделении военных частей для штрафников, которые по большей части занимались тяжёлыми работами при прокладке дорог, строительстве гаваней и крепостей. Хука Гольдштейна присудили к полутора годам в работном доме, где он, надо полагать, работал по своей столярской профессии.