Вскоре к месту погружения «Девятки» подошли три эсминца. Немного позднее туда же были направлены четыре тральщика и два буксира для проведения траления района и поиска затонувшей субмарины. Прибыло в район и спасательное судно «Коммуна». С Черного моря в срочном порядке был затребован единственный на тот момент в СССР эпроновский водолазный колокол «Даниленко». В Главвоенпорту было проведено экстренное совещание. Одновременно начались срочные тренировки водолазов для проведения работ на большой глубине. Авиаразведкой, проведенной в районе гибели «Рабочего», были обнаружены темные пятна, напоминающие нефтяной столб.
Всего на «Девятке» погибло 47 человек (9 человек командного и 38 человек рядового состава). Из справки о погибших подводниках: «Царевский Николай Александрович — командир корабля, год рождения — 1897, социальное положение — "потомственный гражданин", партийность — беспартийный. Акуленко Никита Арсентьевич — военный комиссар корабля; Цецура Сергей Петрович — помощник командира корабля, Аезов Владимир Федорович — вахтенный начальник Изумрудов Николай Леонтьевич — штурман, беспартийный. Кроме 43 членов экипажа «Рабочего», на борту этой подводной лодки погибли также два стажера — слушатели 1-го курса Военно-Морской академии РККА имени К.Е Ворошилова — В.С. Карльсон (военно-морской факультет) и Ю.М. Савельев (военно-промышленное отделение)».
Сразу после возвращения «Четверки» в базу на нее прибыл оперуполномоченный 4-го отдела оперативного отдела ОГПУ Давыдов, который арестовал командира «Четверки» Атавина, комиссара Толкачева, штурмана Тиманова, рулевого Ершова, сигнальщика Сазанова и электрика Михайлова. Началось расследование.
«Телефонограмма. Москва, тов. Ягоде. 22 мая в 3 ч. 51 м на походе широта 59 градусов 51 минута, долгота 24 градуса 51 минута, подлодка №4 под командой Атавина — рабочий, член ВКП(б), следуя из фарватера подлодки №9 под командой Царецского (так в документе. — В.Ш.) — беспартийный, бывший офицер, — протаранила последней штурмовую концевую цистерну, через 5 — 7 минут подлодка под большим углом на корму пошла под воду, поиски безрезультатны. Погибло 47, из них 33 коммуниста. Сообщил начальник ОГПУ по Ленинградской области и Ленинградскому военному округу Медведев».
После проведенных допросов рулевой, сигнальщик и электрик были отпущены. Остальным были предъявлены конкретные обвинения. Штурман Тиманов был обвинен в проявлении «полнейшей неграмотности в управлении подводной лодкой», командир лодки Атавин и комиссар Толкачев обвинялись за допуск Тиманова к самостоятельному управлению кораблем в сложных погодных условиях без должной проверки его профессиональной и морской подготовки.
