25 ноября 1904 г. начался судебный процесс. На нем было шесть подсудимых: сам Чайкин-Стоян и некто Комов — виновники кражи, церковный сторож Захаров, которого подозревали в соучастии, ювелир Максимов, обвинявшийся в содействии и скупке золота и жемчугов с икон, сожительница Чайкина Кучерова и ее мать Шиллинг, которых обвиняли в укрывательстве виновников кражи и похищенных ценностей.
Примечательно, что Чайкин на предварительном следствии отрицал уничтожение икон. Но сожительница, ее малолетняя дочь и мать показывали, что видели, как он разрубал иконы на щепки и сжег в печи. При обыске в печи были действительно найдены обгорелые жемчужины, загрунтовка с позолоты, проволоки, гвоздики, петли, которые, по показаниям монахини-свидетельницы, находились на бархатной обшивке иконы. По показаниям Шиллинг, пепел от икон был брошен в отхожее место, где и был найден полицией.
В итоге Чайкин был осужден на двенадцать лет каторги. Остальные подсудимые получили меньшие приговоры, а Захарова оправдали.
Однако поиски иконы и проработка других возможных версий продолжались. Уж больно высокую ценность для всех россиян имела знаменитая икона, не говоря уж о стоимости ее оклада, слишком уж мощный резонанс вызвало это похищение. Стоит также помнить, что похищены были две иконы, и пепел мог принадлежать лишь одной из них — менее ценному Спасу Нерукотворному. К тому же оклады обеих икон найдены так и не были.
Поэтому возникла версия, что Казанскую икону Богоматери Чайкин за огромную сумму перепродал старообрядцам — они действительно занимались широкой скупкой дониконовских икон, в частности брали их из старинных московских храмов во время разорения Москвы в нашествие Наполеона. В итоге 12 ноября 1909 г. в недрах полиции появился секретный доклад. В Казань был послан специальный чиновник, так как до министерства дошли «серьезные сведения о сохранности чудотворной иконы Казанской Божьей Матери». Товарищ министра внутренних дел П. Г. Курлов отстранил казанского губернатора и начальника Казанского жандармского управления от розыска, доверив его автору доклада М. В. Прогнаевскому. А А. Ф. Кошко направил в помощь ему двух самых опытных агентов. Один из них и доложил о продаже иконы старообрядцам.
К Чайкину, находившемуся в то время в тюрьме в Ярославле, подослали шпионов, через которых пытались узнать о местонахождении иконы. Но он лишь твердил о сожжении иконы, не о продаже. Однако слухи о возобновлении следствия разошлись уже по всей империи, причем не миновали и тюрем.
