Всего арестовали и предали суду 32 человека. Обвиняли эсеров не только в поджогах, но и в антисоветской деятельности, даже в сотрудничестве с англичанами при казни 26 бакинских комиссаров.
Впрочем, убедительная доказательная база не складывалась. Время пыток еще не наступило. Секретно-политический отдел ГПУ во главе с Берией старался как мог. Одним из немногих вещественных доказательств была эффектная фотография Ольги Сухоруковой-Спектор на фоне горящей нефтяной вышки. Происхождение фотографии неизвестно. По версии следствия, преступница, подобно Герострату, гордилась своим злодеянием настолько, что запечатлелась на его фоне в момент преступления. Понятно, что такое вещественное доказательство не могло не вызывать у профессиональных юристов скепсиса и сарказма. Еще сложнее для следствия было объяснить, как загорелись вышки после ареста «поджигателя» Голомазова органами ГПУ. Кроме того, только он один «признал свою вину полностью», Плетнев и Зайцев «частично», остальные заявляли о невиновности и фальсификации следствия.
Власть пребывала в некотором смущении. Киров, возглавлявший Азербайджан, 6 июля телеграфировал в Москву:
Дело закавказских эсеров еще не слушалось. Задерживалось необходимостью добиться сознания членов Бакинской организации в поджоге нефтяных промыслов. Сейчас сознались в этом два члена партии эсеров. Сейчас работаем по организации процесса. Создали чрезвычайный трибунал. Задержка за обвинителем, которого не можем найти. Эсеры организуют хорошую защиту, которая будет подражать Муравьеву, компании. Начале процесса сообщим.
Председатель Политического Красного Креста, известный адвокат Николай Муравьев, возглавлял защиту правых эсеров на московском процессе правых эсеров в 1922 году. И создал тогда для обвинителя Николая Крыленко очень серьезные проблемы.
Бакинский процесс должен был стать образцово-показательным. Еще 15 сентября 1922 года комиссия при Агитпропе ЦК РКП(б) в смешанном «партийно-чекистском составе» (К. Б. Радек, А. С. Бубнов, Н. Н. Попов, В. Р. Менжинский, Т. Д. Дерибас), обсудив вопрос «О постановке новых процессов», вынесла резолюцию: «Признать постановку процессов принципиально целесообразной; поручить ГПУ представить к следующему заседанию комиссии свои соображения по отдельным делам».
Процессу предшествовала