Факт кражи был обнаружен после окончания праздников, по всей стране вышли газеты с новостью о небывалом ограблении. Харьковские сыщики заподозрили в соучастии одного из служащих банка, господина Дзевалтовского, и задержали его. Подозрение вызвало то обстоятельство, что банковский служащий оказался владельцем квартиры в соседнем доме. К этой квартире относился дровяной сарайчик, из которого грабители сделали подкоп. Новость об ограблении быстро донеслась до столицы. Министр внутренних дел пожелал поручить расследование преступления выдающемуся сыщику А. Ф. Кошко, в чьем ведении на тот момент находилось все разыскное дело в империи.
Характер действий и техническая оснащенность указывали на принадлежность преступников к так называемым «варшавским» ворам. В полицейской картотеке содержалась особая серия фотографий таких воров, несколько фотографий наиболее дерзких преступников Кошко взял с собой в поездку в Харьков. Осмотрев подкоп и помещение банка, следователи пришли к мысли, что преступники должны были потратить значительное время на подготовку преступления. На этот период воры могли остановиться в одной из харьковских гостиниц, проверка которых привела к первым результатам. В двух гостиницах опознали несколько постояльцев с предъявленных фотографий, которые проживали в них месяц вплоть до даты преступления. Арестованный служащий банка Дзевалтовский часто навещал этих лиц в гостиничных номерах. Однако его допрос ничего не дал: он запирался и упорно молчал.
В своих опубликованных воспоминаниях Кошко рассказал об одной хитрости, которая заставила банковского служащего разговориться. Лакей из гостиницы поведал следователям о любовной связи между одним из преступников, паном Квятковским, и супругой Дзевалтовского. Воспользовавшись этим, Кошко отправил к жене агента, представившегося хорошим товарищем Квятковского. Супруга радушно его приняла и написала для любовника теплую записку, которую агент немедленно доставил Кошко. На допросе сыщик в подходящий момент показал записку запиравшемуся Дзевалтовскому, и тот в порыве гнева и мести выдал своих подельников с потрохами.
Следователям стало известно, что преступники со всей добычей уехали в Москву. Их разыскали и установили слежку, чтобы выяснить, где они держали награбленное. Для этого к ним подослали агента под видом миллионера, желающего приобрести ценные бумаги за сходную цену. Они назначили встречу, на которой намечалась сделка. В тот момент, когда продавцы и покупатель сидели за столом и считали бумаги, в помещение ворвалась полиция. Налетчиков схватили с поличным. Судебному процессу над преступниками помешала Февральская революция, а уже вскоре после свержения царской власти «варшавские» воры оказались снова на свободе. Осенью 1918 года бежавший от большевиков Кошко неожиданно встретил Квятковского с напарником в центре Киева на Крещатике. К удивлению бывшего сыщика, они не держали на него зла, наоборот, предложили в долг деньги. Кошко отказался, но был тронут до глубины души предприимчивыми людьми.
После того как схлынули февральские революционные события 1917 года и Николай II отрекся от престола, власть в стране перешла к Советам и Временному правительству. Одним из первых решений Временного правительства стало проведение масштабной амнистии. 6 (19) марта 1917 года члены правительства приняли акт об общей политической и религиозной амнистии. Акт освобождал преступников, оказавшихся в заключении по причине своей политической активности. Это позволило выйти на свободу многим революционерам: И. В. Сталину, Я. М. Свердлову, Г. И. Котовскому — а также вернуться из заграницы многим политическим эмигрантам, в числе которых были В. И. Ленин и Л. Д. Троцкий.
14 (27) марта 1917 года дополнительно к акту о политической и религиозной амнистии Временное правительство утвердило постановление об освобождении лиц, осужденных на основании военных и военно-морских уставов. Еще через 3 дня 17 (30) марта было издано постановление об облегчении участи лиц, совершивших уголовные преступления, которым объявлялась общеуголовная амнистия. Из мест заключения вышли многие воры, грабители и разбойники. К примеру, на свободе оказался известный анархист Н. И. Махно, отбывавший бессрочную каторгу за убийство чиновника военной управы. Амнистии проводились по инициативе новоиспеченного министра юстиции Временного правительства А. Ф. Керенского. Поэтому освободившихся называли в народе «птенцами Керенского». По отдельным подсчетам, на свободу вышло до 80 % от общего числа заключенных.