«Протокол подъема трупов», составленный участковым милиционером 6 сентября, сообщал: о Павле: «В левой руке разрезана мякоть и нанесен смертельный удар ножом в брюхо, в правую половину, куда вышли кишки, второй удар нанесен ножом в грудь около сердца»; о Федоре: «Нанесен удар в левый висок палкой, и правая щека покрыта испекшей кровью, раны не заметно. Ножом нанесен смертельный удар в брюхо выше пупа, куда вышли кишки, и разрезана правая рука ножом до кости». В приговоре суда отмечалось, что на голову Павлика был надет мешок. Однако свидетели утверждали, что на самом деле на Паше была задрана рубашка, которая приобрела красный цвет от сока клюквы, рассыпанной и растоптанной убийцами.
«Протокол» указывал, что Павлика ударили ножом два раза, хотя раны на теле три. Позже, после похорон, газета «На смену!» уточнила, что Павлу были нанесены не три, а четыре ножевые раны. Журналист Смирнов, обвинитель на суде, писал: «После пятого удара ножом в грудь Павлик лежал мертвым». А через тридцать лет всплыли некие показания о том, что на теле Павлика было обнаружено 16 ножевых ран.
Следствия как такового не было. Братья Морозовы ушли в лес за клюквой, но когда, куда и кто знал об этом, следствие не выясняло. Остался без ответа вопрос, почему трое суток никто не искал пропавших детей? Почему не обратили внимания на вернувшуюся из лесу с воем собаку Морозовых? Кто и зачем позвонил из Тавды и велел похоронить детей до приезда следователя?
Неизвестно, когда именно было совершено преступление. На месте убийства не было сделано ни единого фотоснимка — следователи там вообще не побывали, они даже не описали места убийства. Деревенский фельдшер отказался помочь в составлении «Протокола подъема трупов», побоявшись заменять патологоанатома.
Следствие не задалось и вопросом о том, почему преступление было совершено так близко от деревни, а убийца даже не пытался замести следы? Никого не удивило, что подозреваемые и не пытались прятаться от ареста, хотя легко могли бы уйти в другую деревню или скрыться в тайге.
В ходе следствия число арестованных постоянно увеличивалось. Первым был взят Дмитрий Шатраков, который обнаружил тела детей. Затем арестовали его братьев и отца (их отпустили, поскольку Дмитрий предоставил справку, что был в райвоенкомате в Тавде, а его отец и братья нашли свидетелей, подтвердивших, что они весь день провели в поле далеко от места убийства). Следом арестовали Сергея Морозова, на которого донес двоюродный брат Павла Иван Потупчик. Он сообщил, что «.между дедом и Пашкой контры были давно», и даже вызвался арестовать деда (так что Павлик был далеко не единственным в Герасимовке доносителем). Потом забрали зятьев Сергея Морозова — Арсения Силина и Арсения Кулуканова, жену Ксению, внука Данилу (двоюродного брата Павлика). Даже на суде появлялись новые обвиняемые, в частности Иван Морозов, дядя Павлика, которого обвинили в покушении на жизнь уполномоченного по хлебозаготовкам, подстрекательстве к убийству племянника и попытке уничтожить общественный скот.
В распоряжении следствия имелось две улики причастности Сергея и Данилы Морозова к убийству Павла: окровавленные штаны с рубахой и нож с пятнами крови, найденный при обыске за иконой. Его-то и назвали орудием убийства, хотя Данила в тот день резал этим ножом теленка, а исследование крови не проводилось. Не вызвало удивления и то, что «улики» остались на виду, их даже не пытались уничтожить.
25 ноября 1932 г. в 6 часов вечера в Тавде, в клубе имени Сталина начался показательный судебный процесс над убийцами пионера Морозова. Готовились к нему серьезно (речь не идет о следственных действиях). Клуб имени Сталина к этой дате спешно отстроили после пожара, для трансляции процесса было установлено 500 репродукторов. В день процесса в городе прошли организованные митинги трудящихся, которые несли транспаранты с требованиями смерти убийцам Павлика Морозова. На митинг перед клубом привели около тысячи детей из всех школ района. По деревням рассылались директивы: «Провестимитинг», «Выслатьна процесс делегатов», «Организовать красный обоз с хлебом в дар государству».
Вход на процесс был объявлен свободным, но на деле охрана впускала людей в соответствии с утвержденными заранее списками. В рассчитанный на шестьсот мест зал клуба набилось не менее тысячи человек; в зале было много детей. Суд над «убийцами Павлика Морозова» был, фактически, клубным представлением с распределенными ролями, антрактами и буфетом. Спектакль длился четыре дня.
Когда зрители собрались, на сцене медленно пополз занавес, открывая лозунги.
На заднике висел портрет Павлика, нарисованный местным художником. Слева от портрета призыв: «Требуем приговорить убийц к расстрелу», справа — «Построим самолет «Пионер Павлик Морозов». Под плакатами скамья для подсудимых, на ней пятеро: дядя Павлика Арсений Кулуканов, бабушка Павлика Ксения Морозова, дед Сергей Морозов, двоюродный брат Данила Морозов и второй дядя Арсений Силин. Их охраняет вооруженный винтовками конвой.