Трагедия потрясла всю Россию. Выяснением причин гибели линкора занялась комиссия Морского министерства, которую возглавил боевой офицер, член Адмиралтейств-совета адмирал Н. М. Яковлев. В годы Русско-японской войны он командовал броненосцем «Петропавловск» и находился на командирском мостике корабля, который ушёл на дно после взрыва на японской мине вместе с адмиралом С. О. Макаровым и штабом 1-й Тихоокеанской эскадры. Сам капитан судна был выброшен взрывной волной с мостика и подобран шлюпкой, посланной с одного из крейсеров эскадры для спасения экипажа «Петропавловска». Членом комиссии был и известный кораблестроитель, член Российской академии наук А. Н. Крылов, который стал автором заключения, одобренного всеми членами комиссии.
После десяти дней кропотливой работы дознаватели подвели итог: «Причиной взрыва послужил пожар, возникший в носовом артиллерийском погребе линкора в результате возгорания картузного 305-миллиметрового порохового заряда, повлёкшего взрыв нескольких сот зарядов и снарядов главного калибра… Предотвратить гибель линкора после повреждения наружного борта было невозможно».
В ходе проведённого расследования были представлены три версии гибели линкора. 1. Самовозгорание пороха. 2. Небрежность в обращении с огнём или порохом. 3. Злой умысел.
Однако после рассмотрения всех трёх версий комиссия заключила, что «прийти к точному и доказательно обоснованному выводу не представляется возможным, приходится лишь оценивать вероятность этих предположений, сопоставляя выяснившиеся при следствии обстоятельства».
Из возможных версий две первые комиссия в принципе не исключала. Что касается злого умысла, то, даже установив ряд нарушений в правилах доступа к артиллерийским погребам и недостаток контроля за находившимися на корабле рабочими-ремонтниками, комиссия посчитала эту версию маловероятной.
В объяснительной записке старшего офицера на «Марии» капитана 2 ранга Городыского упоминается одна важная подробность. После возвращения из боевого похода в базу на корабле обязательно разряжали орудия, вынимая из стволов картузы с пороховыми зарядами. Однако на сей раз по причине спешки — команде предстояла срочная погрузка угля — эти картузы не убрали в специальные ячейки, оставив лежать прямо на полу артиллерийских отсеков. Как писал Городыский, 7 октября «после побудки дежурный по первой башне кондуктор Воронов (он погиб при взрыве) спустился в артиллерийский погреб, чтобы записать температуру и, увидев неубранные заряды, решил, не беспокоя «ребят», убрать их сам. По какой-то причине он уронил один из зарядов, который воспламенился, зажёг соседние заряды… и горение по всем правилам науки перешло во взрыв…»
Но почему мог загореться заряд? Городыский считал, что виною роковая случайность: уроненный картуз с порохом оказался уже не раз использовавшимся при зарядке и разрядке орудий. По многу дней он дожидался «своего» выстрела в раскалённом от южного солнца стволе, пока «Мария» охотилась в море за вражеским крейсером «Гебен», но не дождался… В результате заряд — его пороховая начинка, тканевая оболочка — так испортился, что при неудачном падении воспламенился.
Возможна и другая версия: в помещении, где лежали вынутые из орудий заряды, из-за перегрева образовалась повышенная концентрация пороховых эфирных паров. Достаточно было малейшей искры, чтобы возник пожар. А невольным виновником такой искры оказался, например, тот же кондуктор Воронов: войдя в отсек, он наверняка щёлкнул выключателем, чтобы зажечь свет. Ну и началось…
Впрочем, «подготовить» электропроводку в отсеке для такого замыкания вполне мог кто-то из посторонних.