Поводом же к возбуждению дела послужил «извест», состряпанный Лестоком. По указанию лейб-медика, подпоив сына Натальи Лопухиной подполковника Ивана Степановича, некий поручик лейб-кирасирского полка Бергер и майор Фалькенберг вызвали его на откровенную беседу. Во время разговора тот не стеснялся в выражениях в отношении императрицы. Он утверждал, что она незаконнорожденная и не имеет прав на престол, часто напивается пьяной и встречается с «непотребными людьми», что перемена власти возможна через несколько месяцев. Обо всем услышанном офицеры тотчас донесли Лестоку, который, не медля ни минуты, повез их во дворец, где они в присутствии Елизаветы Петровны подтвердили свой донос.
Двадцать первого июня 1743 года императрица собственноручно написала указ начальнику Тайной канцелярии Ушакову, генерал-прокурору Трубецкому и лейб-медику Лестоку о том, чтобы они допросили Бергера и Фалькенберга, дали им подписать показания, a затем «несмотря на персону», в комиссию свою забирали бы всех причастных к делу лиц, немедленно доносили ей лично.
В Тайной канцелярии следователи быстро «развязали язык» подполковнику Ивану Лопухину и вырвали у него нужные показания. Лопухин, в частности, признался, что к его матери в Москве приезжал маркиз Ботта, который открыто заявлял, что он не успокоится, пока не поможет принцессе Анне Леопольдовне, что прусский король также намерен ей помогать и он, Ботта, станет о том стараться. Об этом Наталья Лопухина говорила ему в присутствии Анны Бестужевой-Рюминой, когда та была у них с дочерью Настасьей Ягужинской. Анна же якобы на это сказала:
— Где это Ботте сделать? — А затем, подумав немного, добавила: — А может остаться. Ох, Натальюшка! Ботта-то и страшен, а иногда и увеселит.
Лопухин также сознался, что к его матери ездил в гости и муж Анны Гавриловны Михаил Бестужев-Рюмин.
Находившаяся под домашним арестом Наталья Лопухина, будучи допрошенной по этому делу, негативное отношение к императрице объясняла тем, что у нее отобрали деревни, мужа отправили в отставку, а сына понизили по службе. Она не отрицала, что Ботта бывал у нее и вел разговоры об участи «Брауншвейгской фамилии» и своем намерении помочь принцессе вступить на российский престол.
Получив от Лестока протоколы допросов Ивана и Натальи Лопухиных, государыня тут же распорядилась арестовать Анну Бестужеву-Рюмину и ее дочь Настасью Ягужинскую, а мужу, Михаилу Петровичу, запретила выезжать со двора.
Первое время Анну Гавриловну и Настасью содержали в бывшем дворце Елизаветы Петровны близ Марсова поля. Настасья Ягужинская подтвердила сведения о неблагожелательном отношении Натальи Лопухиной и своей матери к императрице, сама же Анна Бестужева-Рюмина сказала:
— Говаривала я не тайно: дай Бог, когда бы их (Брауншвейгскую фамилию) в отечество отпустили.
В то же время она категорически отвергала какую бы то ни было причастность к этим разговорам своего мужа.
Через месяц после начала следствия, в конце июля, Елизавета Петровна приказала: «Ивана Лопухина, мать его Наталью и графиню Анну Бестужеву отослать под караул в крепость». Это означало, что императрица придала делу важное политическое значение. Обычно из этих казематов узников отправляли или в Сибирь, или на эшафот.
После случившегося следствие начало набирать еще большие обороты. Очень скоро были арестованы муж Лопухиной, Степан Васильевич, и лица из ее окружения: подпоручик Иван Машков, князь Иван Путятин, дворянин Александр Зыбин, камергер Яков Лилиенфельд, его жена Софья и другие. В застенках их истязали, не исключая и женщин. Пытали даже беременную Софью Лилиенфельд. По этому поводу Елизавета Петровна писала производившим следствие: «…взять и очную ставку производить, несмотря на ее болезнь, понеже коли они государево здоровье пренебрегли, то плутов и наипаче жалеть не для чего».
Наталью Лопухину и Анну Бестужеву-Рюмину подняли «на виску» 17 августа (то есть на дыбу), но без битья кнутом. Однако ничего нового выведать у них следователи не сумели.
На следующий день императрица Елизавета Петровна приказала предать суду всех причастных к этому делу. Был составлен специальный «генеральный суд». В него вошли генерал-прокурор Никита Трубецкой, генерал-фельдмаршал Людвиг Гессен-Гомбургский, лейб-медик Лесток, гофмаршал Шепелев, некоторые члены Святейшего синода (архимандрит Кирилл, епископы Симон и Стефан), сенаторы, девять генерал-лейтенантов, девятнадцать генерал-майоров и четверо гвардии майоров. Среди судей был также Алексей Бестужев-Рюмин, хотя одной из основных подсудимых являлась его невестка. На него, несмотря на все старания Лестока, не пало даже тени подозрения. Алексей Петрович по-прежнему продолжал исполнять все свои обязанности.