Непонятно, о каком браунинге шла речь. Был ли у Фанни второй пистолет, или это ошибка Легонькой? Но в других документах дела этот пистолет не фигурирует. Когда начались допросы о покушении на Ленина, подозреваемых было двое — Каплан и Попова. Первой Дьяконов допросил Каплан, а затем Каплан и Попову повезли на Лубянку. В автомобиле Каплан сопровождал чекист Александров, в грузовом Попову охраняла Легонькая.
Туда прибыли нарком юстиции Курский, секретарь ВЦИК Аванесов, председатель ВЦИК Свердлов, член ВЦИК и коллегии ВЧК Кингисепп. Расследование возглавили зампредседателя ВЧК Петерс и завотделом ВЧК Скрыпник. Дзержинский в это время был в Петрограде и расследовал убийство Урицкого.
30 и 31 августа, 1 и 2 сентября 1918 года следователи ВЧК допросили более 40 свидетелей покушения, а в военкомате Замоскворецкого района 30 августа допросили 15 человек. Установили знакомых Каплан по каторге, на её квартире устроили засаду, но туда никто не пришел.
Браунинг, из которого Каплан якобы стреляла в Ленина, отброшенный под автомашину, сразу не нашли. Но 1 сентября 1918 года газета «Известия» опубликовала обращение, что «ЧК не обнаружен револьвер, из коего были произведены выстрелы в товарища Ленина и Комиссия просит лиц, коим известно о нахождении револьвера, немедленно сообщить Комиссии».
2 сентября к следователю Кингисеппу явился рабочий фабрики имени Савельева Кузнецов и принес браунинг № 150489, из которого, по его словам, стреляли в Ленина. В магазине пистолета находилось четыре неиспользованных патрона. В тот же день на месте покушения произвели одновременно осмотр и следственный эксперимент с фиксацией положение основных действующих лиц в момент покушения и места обнаружения гильз от браунинга.
Фотографом был Юровский, организовавший в Екатеринбурге расстрел царской семьи. Как и 1906 году, Каплан не выдала никого. В допросах принимал участие Свердлов. По его распоряжению Каплан перевезли с Лубянки в Кремль. Здесь Петерс провел очные ставки с бывшей каторжанкой Тарасовой и английским разведчиком Локкартом.
После расстрела Каплан и окончания следствия ВЧК освободила из-под ареста знавших её эсеров Д.С. и А.С. Пигит, Тарасову, Радзиловскую и Штальтерброт, Поповых и их знакомых Никишина и Семичева. О последних днях Каплан рассказано в книге бывшего коменданта Кремля Павла Малькова «Записки коменданта Кремля»:
«Я вызвал машину и поехал на Лубянку. Забрав Каплан, привез ее в Кремль и посадил в полуподвальную комнату под детской половиной Большого дворца. Комната была просторная, высокая. Забранное решеткой окно находилось метрах в трех-четырех от пола… Прошел еще день-два, вновь вызвал меня Аванесов и предъявил постановление ВЧК:
Каплан — расстрелять, приговор привести в исполнение коменданту Кремля Малькову. Расстрел человека, особенно женщины, — дело нелегкое. Это тяжелая, очень тяжелая обязанность, но никогда мне не приходилось исполнять столь справедливый приговор, как теперь.
— Когда? — коротко спросил я Аванесова.
— Сегодня. Немедленно. — И минуту помолчав: — Где, думаешь, лучше?
Мгновение поразмыслив, я ответил:
— Пожалуй, во дворе Авто-боевого отряда, в тупике.
— Согласен.
— Где закопаем?
Аванесов задумался:
— Это мы не предусмотрели. Надо спросить Якова Михайловича…
Мы вместе вышли от Аванесова и направились к Якову Михайловичу, оказавшемуся, к счастью, у себя. В приемной сидели несколько человек, кто-то был у него в кабинете. Мы вошли. Варлам Александрович шепнул Якову Михайловичу несколько слов, Яков Михайлович молча кивнул, быстро закончил беседу с находившимся у него товарищем, и мы остались одни.
Варлам Александрович повторил Якову Михайловичу мой вопрос: где хоронить Каплан? Яков Михайлович глянул на Аванесова, на меня. Медленно поднялся и, тяжело опустив руки на стол, будто придавив что-то, чуть подавшись вперед, жестко, раздельно произнес:
— Хоронить Каплан не будем. Останки уничтожить
Вызвав несколько латышей коммунистов, которых лично хорошо знал, я отправился вместе с ними в Авто-боевой отряд, помещавшийся как раз напротив детской половины Большого двора. Во двор Авто-боевого отряда вели широкие сводчатые ворота… Я велел начальнику Авто-боевого отряда выкатить из боксов несколько грузовых автомобилей и запустить моторы, а в тупик загнать легковую машину, повернув ее радиатором к воротам. Поставив в воротах двух латышей и не велев им никого впускать, я отправился за Каплан. Через несколько минут я уже вводил её во двор Авто-боевого отряда.
К моему неудовольствию, я застал здесь Демьяна Бедного, прибежавшего на шум моторов. Квартира Демьяна находилась как раз над Авто-боевым отрядом, и по лестнице черного хода, о котором я забыл, он спустился прямо во двор. Увидев меня вместе с Каплан, Демьян сразу понял, в чем дело, нервно закусил губу и молча отступил на шаг. Однако уходить он не собирался. Ну что же! Пусть будет свидетелем…
— К машине! — подал я отрывистую команду, указав на стоящий в тупике автомобиль.