По мнению профессора Сергея Красильникова, в действиях чекистов по «расследованию» «Шахтинского дела» прослеживались три основные стадии: шахтинский, «дополитический» этап, продолжавшийся с июня по октябрь 1927 года, в рамках которого основные следственные мероприятия осуществлялись сотрудниками Шахтинско-Донецкого оперативного сектора Полномочного представительства ОГПУ по Северо-Кавказскому краю лишь при незначительном участии ростовских коллег; ростовский этап, длившийся с октября 1927 года по февраль 1928 года; и завершающий, ростовско-украинский этап (с марта по апрель 1928 года), в рамках которого к следствию подключились, а затем и стали доминировать, украинские и ряд московских чекистов.
Демонстрация в городе Шахты
При этом небольшой поселок Шахты, входивший с 1920 по 1924 год в состав Украинской ССР, привлёк внимание ОГПУ задолго до самого процесса: ещё в 1923 году горняки Власовско-Парамоновского рудника, измотанные голодом и безденежьем, выдвинули петицию из двенадцати пунктов, в которой требовали улучшения условий труда на руднике, повышения зарплаты, соблюдения техники безопасности и развития местного самоуправления; в посёлке прошла манифестация, в которой приняли участие около 10 тысяч шахтёров, двинувшихся к зданию местного ГПУ – а также началась забастовка. Манифестанты были встречены отрядом вооружённых солдат, открывших огонь: несколько человек были ранены, об убитых в те дни не сообщалось. В результате, организаторов протестов и активистов арестовали, а сами волнения стихли только после смены руководства шахтоуправления и изменения административной принадлежности всего Шахтинского района, ставшего частью Северо-Кавказского края РСФСР. При этом, в мае 1927 года массовые выражения недовольства повторились – по мнению заместителя секретаря Шахтинско-Донского окружного комитета партии Ивана Кравцова, высказанному 20 мая в письме в ЦК, теперь это произошло из-за введения на шахтах нового коллективного договора, повышавшего нормы выработки и понижавшего расценки на труд, в результате чего реальная заработная плата горняков упала почти вдвое.
Шахтинский этап
Первые аресты нескольких инженеров, техников и управленцев Донецко-Грушевского рудоуправления «Донугля» произошли в период с июня по июль 1927 года: только трое