Получив донос от П. Ф. Басманова, Лжедмитрий приказал без промедления арестовать трех братьев Шуйских. Приставами, или тюремщиками, Шуйских стали бояре П. Ф. Басманов и М. Г. Салтыков⁶⁹. При Борисе Годунове М. Г. Салтыков руководил розыском о заговоре Романовых, при самозванце расследовал заговор Шуйских. Боярин усердствовал, чтобы доказать свою преданность новому государю. Но главным инициатором розыска был все же не он, а боярин П. Ф. Басманов.

Шуйским было предъявлено обвинение в государственной измене. Однако официальная версия их дела заключала в себе слишком много неясного. Даже близкие к особе Лжедмитрия люди по-разному излагали вину знатного боярина. Шуйского обвиняли то ли в распространении слухов, порочивших государя, то ли в организации форменного заговора с участием многих тысяч лиц.

В письме из Москвы от 4 (14) июля 1605 г. иезуит А. Лавицкий сообщал, что Шуйского судили за то, что он называл «Дмитрия» врагом и разрушителем истинной православной веры, орудием в руках поляков. Один из секретарей самозванца, поляк С. Слонский, рассказывал, что он передал государю донос одного московского купца, подслушавшего, как Шуйский называл царя расстригой и изменником. Яков Маржарет, ставший одним из главных телохранителей Лжедмитрия, писал, что Шуйского обвинили в «преступлении оскорбления ичества»⁷⁰.

Другую версию изложили командиры польского наемного войска С. Борша и Я. Вислоух, находившиеся в Москве в момент суда над Шуйскими. В июле 1605 г. Я. Вислоух сообщил в письме к брату, что в Москве открылась измена: Шуйские начали убеждать народ, что «Дмитрий» — не истинный царь, а польский королевич, который хочет православную веру разрушить, а лютеранскую ввести; заговорщики хотели истребить поляков и уговорили для этого 10 тыс. детей боярских; поляков должны были сжечь с дворами (трактирами) и перебить, но поляки узнали об этом и известили царя. Ротмистр С. Борша воспроизвел ту же версию, но в более кратком варианте. По его словам, Шуйские разработали план переворота, в котором должен был участвовать народ, — они задумали «ночью зажечь Москву и учинить над царем и над нами (польскими солдатами. — Р. С.) предательство»⁷¹.

Опираясь на преданные Лжедмитрию казачьи и польские отряды, П. Ф. Басманов арестовал множество лиц, которых подозревали в заговоре с Шуйскими. Розыск проводился с применением изощренных пыток. Показания современников о результатах расследования расходятся в самом существенном пункте. Телохранитель самозванца Буссов утверждал, будто бы многие духовные лица и стрельцы, взятые к пытке, подтвердили измену боярина Шуйского. Совсем иначе изложил дело Масса. По его словам, никто из предполагаемых сообщников боярина не мог привести надежных доказательств его вины. Некоторые из арестованных под пытками признались в преступлении — прочие же все отрицали. Согласно русским источникам, из страха москвичи «друг на друга клеветаху», расстрига же «многих поймав и разными пытками пытаху: иные же, не стерпев пыток, на себя говоряху, а иные же крепяхуся, а иные и впрями ево, ростригу, обличаху»⁷².

В конце концов инициаторы розыска отказались от намерения организовать крупный политический процесс с участием многих видных лиц. Лжедмитрий распорядился привлечь к суду вместе с Шуйскими лишь нескольких второстепенных лиц. В числе их были Петр Тургенев, Федор Калачник и некоторые другие купцы. Род Тургеневых пользовался известностью в Москве.