Прежде всего Соколов точно устанавливал место, время и обстоятельства нахождения предмета или его изъятия; затем путем экспертизы специалистов определял род, свойства, качество и назначение исследуемого вещественного доказательства, а если оно составляло только часть целого предмета, то путем той же экспертизы определял данные этого цельного предмета. Далее, если на предмете имелись повреждения, то выяснялся характер и причины этих повреждений, а путем допросов и предъявления сведущим лицам устанавливалось, кому принадлежал или мог принадлежать данный предмет, или на ком была замечена такая именно вещь. Таким образом, определялся владелец вещи, или первоисточник ее происхождения, или первоисточник ее нахождения. Если имелось несколько однородных вещественных доказательств, но найденных или изъятых в разных местах, то путем новых экспертиз устанавливалась тождественность их между собой, а путем допросов и логических анализов обстоятельств выяснялись причины и следствия нахождения тождественных вещественных доказательств в разных местах.
Таким методическим путем исследования и изучения, соответственно запротоколированных, Соколов подходит к логически вытекающим из них фактам, обстоятельствам, сопровождавшим совершение преступления. Так, какой-нибудь маленький медный винтик, найденный Сергеевым в пепле печки в комнате Великих Княжен в доме Ипатьева, после применения к нему Соколовым метода исследования, оказывался принадлежавшим к очень хорошей дамской обуви заграничного происхождения; что тех же качеств и свойств винтик нашелся в кострище в районе “Ганиной ямы”, где он подвергся сильному действию огня и откуда такой же винтик вместе с обуглившимися кусочками кожи самой обуви, угольками из этого кострища, глиной с площадки, где было кострище, и лопаткой со следами той же глины, попадал на дно шахты. И обратно, пуля автоматического заграничного револьвера, найденная на дне шахты, при промывке Шереметьевским ила, с приплюснутым концом, как бывает от удара о человеческую кость, оказывалось, была раньше тоже в кострище, где подверглась действию сильного огня, а сюда, вероятно, попала с телом одного из убитых Членов Царской Семьи из комнаты нижнего этажа Ипатьевского дома, где в полу оказалась застрявшей такая же точно пуля, прошедшая лишь через мягкие части человеческого тела, но увлекшая за собой все-таки немного крови, впитавшейся в дерево, и немного шерстинок материи защитного цвета, похожей на рубахи, какие носили Государь Император и Наследник Цесаревич. И, вероятно, эта пуля как раз вошла бы в автоматический револьвер системы Кольта, бывший, по показаниям свидетелей, в руках Янкеля Юровского.
Логические окончательные выводы из приведенных примеров довольно ясны: в первом случае на кострище у шахты сжигалась обувь Великих Княжен, а во втором - пуля попала в кострище, выпав из сжигавшегося тела.
Вещественные доказательства при таком методе изучения как бы начинали говорить сами по себе, подтверждая своей историей показания свидетелей, или уличая их в неправильности показания, а иногда и совершенно опровергая. С другой стороны, рассказ свидетеля или участника преступления получал большую определенность, выпуклость и яркость от иллюстрирования его такими исследованными вещественными доказательствами. Всякое увлечение предвзятыми предположениями отпадало, так как экспертиза, ставившаяся в рамки научности, являлась определенным контролером для всякой идеи. Так, предположение, что тела выносились из дома Ипатьева через парадное крыльцо нижнего этажа на Вознесенский переулок, а не во двор, не нашло себе подтверждение в экспертизе каких-то пятен, похожих на кровь, на пороге этого крыльца, так как не дала реакции на кровь, что впоследствии подтвердилось окончательно показаниями Павла Медведева и Анатолия Якимова, участвовавших в выносе тел.
Если вопрос касался изучения и исследования какого-нибудь советского документа, то, не оставляя основных принципов метода, работа дополнялась освещением документа путем сличения с черновиками, розысками на телеграфах, в разных учреждениях, конторах и т. п. местах, имевших то или другое отношение к данному документу. Таким путем удалось, например, установить, что бывший кронштадтский матрос Хохряков, участвовавший в перевозке Царских Детей из Тобольска в Екатеринбург, был в Тобольске уже 14 марта, то есть задолго до приезда туда командированного официально из Москвы Яковлева, имел непосредственные сношения с Москвой, Екатеринбургом, Тюменью, Ишимом, а объявился в Тобольске как лицо, имеющее отношение к Царской Семье, только 26 апреля, уже после отъезда Яковлева. Кроме того, он все время называл себя в Тобольске только председателем местного совдепа, а оказался потом “уполномоченным всероссийскими исполнительными комитетами советов рабочих, крестьянских и солдатских депутатов”, то есть совершенно исключительным лицом.