Комиссия стала разматывать дело, потянув за эту ниточку. Первой дала показания прислуга, заявив, что раньше лгала на следствии из-за угроз стряпчего Васильева. Появились сведения, что Орлов и Пахомова пытались отравить исправника. Головнин приказал арестовать Орлова и Васильева, как только они появятся в Охотске, и сообщил в Иркутск о подозрениях в отношении Пахомовой.
После зимовки на Курильских островах Орлов на «Уналашке» вернулся в Охотск, где 20 июня 1838 года был сразу же схвачен и посажен на гауптвахту. Кстати, на гауптвахте он узнал, что ему присвоено звание поручика.
Васильев, назначенный на вожделенную должность исправника, был арестован 18 августа на подъезде к Охотску. Наталью Пахомову арестовали в Иркутске раньше всех, 15 июня. Переписка по этому делу между Охотском и Иркутском пересылалась с нарочным казаком, причём по предписанию рачительного губернатора Пятницкого, великого взяточника и вора, за счёт виновных.
Арестованные от своей вины дружно отказались, а Орлов и Пахомова категорически отрицали какие-либо отношения, кроме обычного знакомства: в Охотске все друг с другом знакомы. Не помогли и «увещевания» Орлова священником. Батюшка, как и прочие обитатели этого славного городка, особой святостью не отличался, посему и увещевания его пользы не принесли.
Что касалось показаний прислуги, ссыльной девки, или сторожа-якута, и других свидетелей, многократно менявших свое мнение, то членам следственной комиссии было ясно: на таком фундаменте дело не построишь.
И всё-таки комиссия, понукаемая начальником порта, понемногу выясняла всё новые и новые подробности. Правда, часть членов следственной комиссии Головнину пришлось сменить за многочисленные нарушения, самое малое из которых было, когда пьяный следователь выставил средь бела дня из своей квартиры на улицу голую дочь сторожа, не менее пьяную, чем он сам.
Головнин понял, что сделал огромную глупость, открыв этот ящик Пандоры. Лавров на этом деле не заслужишь, зато врагов наживёшь множество, но назад хода не было.
За свидетелей принялись так, что те уже не прикидывались идиотами с детства, не отделывались скупыми «не знаю, не слышала, не ведаю», а исправно вспоминали всё, даже то, чего не было. Методы убеждения на Руси испокон веков бывали достаточно изощрены. Многоопытный стряпчий Васильев предупреждал Наталью, чтобы она уничтожила все письма и записки Орлова, что рано или поздно у неё будет обыск, и ей ни в коем случае нельзя писать никаких писем возлюбленному, пока всё не уляжется. Об этом же просил её и Орлов перед уходом в плавание. Пахомова письма и записки Орлова уничтожила, хотя и не сразу. Когда в доме, где она снимала жильё, провели внезапный обыск, то не нашли ни одной бумаги, подтверждавшей связь с Орловым. И всё же нестерпимая тоска по любимому человеку заставили её, невзирая на опасность, о которой предупреждали друзья, нарушить обещание и, утратив осторожность, взяться за перо.
Одно письмо она оставила перед отъездом у друзей, которым доверяла. Те поклялись сразу же передать его Орлову, как только он вернётся в Охотск. Ей и в голову не могло придти, что обыски пройдут по всему городу и письмо попадёт в руки следствия. Последующие письма, вложенные в чужой конверт, адресованный друзьям, обнаружил почтмейстер и передал начальнику порта, а тот — в следственную комиссию.
Письма молодой женщины преисполнены глубокой любви и тоски по дорогому человеку. В них беспокойство от неведения, где он находится, жив ли. Гибель компанейских судов была делом обычным. К этим переживаниям добавилась тревога об оставленной в Якутске дочери.
Из писем видно, что Наталья считала отцом своих детей Орлова. Одно из них заканчивалось так: «…Боже мой! Настанут когда эти минуты нашего свидания? Я теперь утешаю себя той мыслью, что ты теперь в походе, или уже в Охотске собираешься в дорогу ко мне, и с той мыслью с тобою прощаюсь. Занятие теперь моё всё для тебя, работаю с сыном, которым я не менее занята. Такой милашка, начинает ходить, теперь прости, друг мой! Уже до свидания, береги своё здоровье, которое всего для меня дороже на свете, прости, мой бесценный! Целую тебя тысячекратно, твоя верная до гроба, но главное моё утешение всякий день прочитываю твои строки и как будто поговорю с тобой, вот, мой ангел, всё моё утешение, в чём только я могу найти».
Обнаруженные письма Натальи Пахомовой были громом среди ясного неба для арестованных и большой удачей для Головнина. Начальник порта потирал от удовольствия руки. Теперь Орлова формально можно было судить за прелюбодеяние. Соответствующая статья в своде законов Российской империи имелась. В Отечестве старая истина гласит: был бы человек, а нужная статья всегда найдётся.
Прижатый неопровержимыми доказательствами в виде писем, Орлов сдался и подтвердил, что действительно с 1835 года состоял в любовной связи с женой исправника. К тому времени следствие вышло на человека, который стрелял в исправника, мещанина Ларионова, утверждавшего, что его подговорили на убийство Орлов и Васильев, пообещав за это пять тысяч рублей. Однако те упорно настаивали, что никакого отношения к убийству не имеют. Не помогли ни очные ставки, ни повторные попытки увещевания батюшки, который усердно помогал следствию.
Когда Орлов узнал, что Наталья Пахомова арестована, он прекратил отвечать на вопросы следствия и потребовал перевода его в Иркутск, заявляя, что даст показания лично генерал-губернатору. Никакие угрозы и убеждения на него не действовали. Условия содержания поручика на гауптвахте были таковы, что он заболел цингой и четыре месяца пролежал в местном госпитале.
Неизвестно, сколько бы всё это тянулось, если б не приезд в Охотск капитан-лейтенанта Николая Александровича Васильева, адъютанта светлейшего князя Александра Сергеевича Меншикова. Однофамилец стряпчего с чрезвычайными полномочиями побывал на Камчатке, где разбирался с многочисленными жалобами на местное начальство, и возвращался через Охотск в Петербург. Какие слова нашёл он для Орлова, неизвестно, но ему удалось то, чего не могла добиться комиссия, продержав его десять месяцев в ужасных условиях.
Поручик письменно признался в том, что однажды, находясь в гостях у Пахомова, влил ему в стакан с пуншем, но только не яд, как утверждал один свидетель, а опиум, чтобы тот уснул. Для чего, понятно. Но самое главное, он подтвердил, что подговорил Ларионова убить исправника.
Спустя три дня Орлов написал письмо капитан-лейтенанту Васильеву, похожее на исповедь. Вот оно, это письмо:
«Милостивый государь, Николай Александрович!
